DE3723117C1

DE3723117C1 - Shaped inorganic article

Info

Publication number: DE3723117C1
Application number: DE19873723117
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Chem Dr Ortlepp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1988-07-14

Abstract

The invention relates to a shaped inorganic article as per main patent 3636204, according to which fibre-binder mixtures are admixed according to the invention with hydrosols and/or gels of natural and/or artificial argilaceous earths and/or silicas and also manganese(IV) oxide hydrate. In a further refinement of the subject-matter of the invention, the present application for a patent of addition now proposes adding to the fibre-binder mixture aluminium salts of weak acids, e.g. aluminium acetate or formate, and/or using appropriately treated fibres for producing the shaped articles.

Description

Gegenstand der Erfindung sind Formkörper aus Bindemittel, Ver stärkungsfasern und Zusatzstoffen, die durch hohe Festig keit, Feuerwiderstandsfähigkeit sowie sehr geringe Wasser durchlässigkeit und Dehnungs-Schwindungs-Neigung bei wech selnden thermischen Einflüssen gekennzeichnet sind.The invention relates to moldings made of binder, Ver strengthening fibers and additives due to high strength speed, fire resistance and very low water permeability and tendency to stretch and shrink at alternation are characterized by stifling thermal influences.

Mit anderen Fasern als Asbest verstärkte anorganische Form körper erfahren als Ersatzwerkstoffe für z.B. Asbestzement im Bauwesen zunehmende Bedeutung. Als Verstärkungsfasern sind zahlreiche natürliche und synthetische organische wie auch anorganische Fasern, so z.B. Polyacrylnitrilfasern, Cellulose und Zellstoffasern sowie Steinwolle, Glasfasern usw., vorge schlagen worden. Es ist bekannt, an sich brennbare orga nische Fasern mit Flammschutzmitteln vorzubehandeln und hier durch eine höhere Feuerfestigkeit der damit verstärkten Werk stoffe zu erzielen (DE-OS 29 23 587).Inorganic form reinforced with fibers other than asbestos bodies experienced as replacement materials for e.g. Asbestos cement increasing importance in construction. As reinforcing fibers are numerous natural and synthetic organic ones as well inorganic fibers, e.g. Polyacrylonitrile fibers, cellulose and cellulose fibers as well as rock wool, glass fibers etc., pre been hit. It is known to be flammable orga pretreat African fibers with flame retardants and here due to a higher fire resistance of the work reinforced with it to achieve substances (DE-OS 29 23 587).

Auch ist bekannt, für die Herstellung solcher Werk stoffe feinteilige Aggregate (Bindemittel sowie Zu schlagstoffe) zu verwenden, um höhere Festigkeiten zu erzielen (DE-OS 27 26 279). Weiterhin ist vorgeschlagen worden, Formmassen aus Fasern und kolloidalem Siliciumdi oxid als Bindemittel (DE-OS 23 11 816, DE-OS 27 15 696) als feuerfestes Isoliermaterial, so z.B. für die Aus fütterung von Verbrennungsräumen, herzustellen.It is also known for the production of such works finely divided aggregates (binders and additives impact materials) to increase strength achieve (DE-OS 27 26 279). It is also proposed been molding compounds from fibers and colloidal silicon oxide as a binder (DE-OS 23 11 816, DE-OS 27 15 696) as a fireproof insulation material, e.g. for the Aus feeding of combustion chambers.

Derartige bekannte Werkstoffe haben jedoch - vor allem gegenüber Asbestzement - immer noch fertigungs - wie auch anwendungstechnische Nachteile und Mängel; sie lassen sich nur mit großem Aufwand für die Aufbereitung der Roh stoffe herstellen und haben vergleichbar geringere Festig keiten sowie Temperatur- sowie Feuerbeständigkeit. Such known materials, however - especially to asbestos cement - still manufacturing - as well as technical drawbacks and deficiencies; They can only be produced with great effort for the processing of raw materials and have comparatively lower strengths as well as temperature and fire resistance.

So hat sich auch gezeigt, daß die nach neueren Vorschlägen - unter Zusatz von feinteiligem Ouarz und/oder Binde mittel - hergestellten faserverstärkten anorganischen Werk stoffe, mit Zement oder Calciumsilicat als hydraulischer Komponente, unzureichende Gefügestabilität gegen - bei bewitterten Baustoffen im allgemeinen auftretende - Tempe raturwechselbeanspruchungen haben.So it has also been shown that the newer proposals - with the addition of finely divided Oarz and / or binding agent - manufactured fiber-reinforced inorganic materials, with cement or calcium silicate as a hydraulic component, inadequate structural stability against - in general occurring in weathered building materials - temperature change stresses to have.

Insgesamt betrachtet gibt der bisher bekannte Stand der Tech nik noch keine zufriedenstellende Lösung für die Herstellung asbestfreier anorganischer Bindemittelwerkstoffe, wobei dort die bisher bei Verwendung von Asbest aufgetretenen Probleme modifiziert und in andere Bereiche verlagert werden.All in all, the previously known state of the art nik not yet a satisfactory solution for manufacturing asbestos-free inorganic binder materials, where there the problems previously encountered when using asbestos modified and shifted to other areas.

Hier greift das Hauptpatent mit der Aufgabe ein, faserver stärkte anorganische Werkstoffe herzustellen, welche die genannten Nachteile nicht haben und sich wirtschaftlich fertigen lassen. Die mit der erfindungsgemäßen Zusammen setzung hergestellten Formkörper haben hohe - mit denen z.B. des Asbestzementes vergleichbare - Festigkeiten so wie sehr gute Temperatur- und Feuerbeständigkeit.This is where the main patent intervenes with the task of fiber fiber strengthened inorganic materials to manufacture the do not have the disadvantages mentioned and become economical have it made. Together with the invention molded articles have high - with those e.g. comparable to the asbestos cement - strengths so like very good temperature and fire resistance.

Die Lösung der Aufgabe entspricht den Kennzeichen und Merk malen des Hauptpatentes und wird nachstehend erläutert.The solution to the task corresponds to the characteristics and notices paint the main patent and is explained below.

Faser-Bindemittel-Werkstoffe im Sinne des Hauptpatentes sind alle aus hydraulischem und/oder nichthydraulischem Bindemittel, wie Portlandzement, Hochofenzement, Calcium silicat oder Gips usw., hergestellten Werkstoffe, denen zur Erhöhung besonders der Biegezug- und Schlagfestigkeit vor dem Abbinden bzw. Erhärten natürliche und/oder synthetische organische Fasern, wie Cellulose- oder Zell stoffasern, Polyamidfasern, Polypropylenfasern, Polyacryl fasern, Mineralfasern, Glasfasern usw., beigemischt sind. Die Verstärkung der Bindemittelmatrix kann auch in Form von Gewebeeinlagen, Netzen, Stäben u.a.m., allein oder zusammen mit Fasern, erfolgen (DE-OS 28 37 898).Fiber binder materials in the sense of the main patent are all hydraulic and / or non-hydraulic Binders such as Portland cement, blast furnace cement, calcium silicate or gypsum, etc., manufactured materials to which to increase especially the bending tensile and impact strength before setting or hardening natural and / or synthetic organic fibers such as cellulose or cell fabric fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, polyacrylic fibers, mineral fibers, glass fibers etc., are added. The reinforcement of the binder matrix can also be in the form of fabric inserts, nets, rods, etc., alone or together with fibers, take place (DE-OS 28 37 898).

Es können die üblichen Zuschlagstoffe, wie Porenbildner, Abbindebeschleuniger, Pigmente usw., und/oder Füllstoffe, wie Perlite, Glimmer (DE-PS 24 61 781, DE-OS 27 28 351) sowie aus unterschiedlichen Bindemitteln zusammengesetzte Mischungen verwendet werden.The usual additives, such as pore formers, Setting accelerators, pigments etc., and / or fillers, such as perlite, mica (DE-PS 24 61 781, DE-OS 27 28 351) as well as composed of different binders Mixtures are used.

Die Verarbeitung der wahlweise niedrig- oder hochkon sistenten Faser-Bindemittel-Suspensionen kann mittels Stoffauflaufvorrichtungen, durch Extrudieren, Pressen usw. erfolgen, wobei nach bekannten Verfahren, z.B. mit be sonderen Stoffauflaufvorrichtungen, auch Werkstoffe mit unterschiedlich zusammengesetzten Schichten (DE-PS 1 94 287, DE-PS 29 27 992, DE-PS 29 23 936) hergestellt werden können.The processing of either low or high con resistant fiber-binder suspensions can be made using Headboxes, by extrusion, pressing, etc. take place, according to known methods, e.g. with be special headbox devices, including materials with differently composed layers (DE-PS 1 94 287, DE-PS 29 27 992, DE-PS 29 23 936) can be produced can.

Die bereits abgebundenen Formkörper können einem be schleunigten Härtungsprozeß, z.B. durch Dampfhärtung, in bekannter Weise unterzogen werden (DE-OS 34 20 241).The molded articles that have already set can be a accelerated curing process, e.g. by steam curing, undergo in a known manner (DE-OS 34 20 241).

Der erfindungsgemäße Werkstoff weist mit Asbestzement vergleichbare Eigenschaften auf und ist diesem, da frei von krebserzeugendem Asbest, sogar überlegen.The material according to the invention has asbestos cement comparable properties and this is because free of carcinogenic asbestos, even superior.

Ein weiterer Vorteil des neuen Werkstoffes ist, daß die Verwendung von Gelen bzw. Hydrosolen oxidischer Aluminium- und Siliciumverbindungen zu dessen Herstellung keine feinkristallinen, sondern amorphe Abscheidungen von Aluminium- und Siliciumoxid-Hydraten im Formkörper bewirkt und deshalb bei weiterer Bearbeitung der ausge härteten Formkörper (z.B. durch Schleif- oder Trenn verfahren) keine gesundheitsgefährlichen kristallinen Stäube entstehen.Another advantage of the new material is that the use of gels or hydrosols oxidic Aluminum and silicon compounds for its manufacture no fine crystalline, but amorphous deposits of aluminum and silicon oxide hydrates in the molded body causes and therefore the further processing of the hardened molded body (e.g. by grinding or cutting process) no harmful crystalline Dusts are created.

Im Weiterverfolg der dem Hauptpatent zugrundeliegende Erfindung hat sich nunmehr gezeigt, daß die Festigkeit der Formkörper und deren Dehnungs-Schwindungs-Verhalten bei Wasser- bzw. Feuchteeinfluß signifikant erhöht werden, wenn bei der Herstellung Aluminiumsalze schwacher Säuren, wie z.B. Aluminiumacetat,-formiat oder ähnliche andere Salze, hinzugesetzt werden. Dagegen zeigt der Zusatz von Aluminiumsalzen starker (anorganischer) Säuren, wie z.B. Aluminiumchlorid oder -sulfat, keine entsprechende Wirkung.Follow-up on the basis of the main patent Invention has now been shown that the strength the molded body and its expansion-shrinkage behavior can be significantly increased under the influence of water or moisture, if in the manufacture of aluminum salts of weak acids, such as. Aluminum acetate, formate or the like Salts to be added. In contrast, the addition shows of aluminum salts of strong (inorganic) acids, such as e.g. Aluminum chloride or sulfate, no corresponding Effect.

Die erfindungsgemäßen Zusätze können auch nach dem Ab binden bzw. Erhärten auf die Formkörper aufgebracht oder die Formkörper in wässerigen Lösungen dieser Zusatzmit tel getränkt werden. Auch lassen sich die erfindungsge mäßen Vorteile dadurch erzielen, daß bereits mit den Zu satzmitteln vorbehandelte Faserstoffe wie mit Aluminium formiat-Lösung imprägnierte Zellstoff- oder Cellulose fasern verwendet werden.The additives according to the invention can also after Ab bind or hardening applied to the moldings or the shaped bodies in aqueous solutions with this additive be soaked. Also, the fiction Moderate advantages that already with the Zu fibrous materials pretreated with additives such as with aluminum formate solution impregnated cellulose or cellulose fibers are used.

Aus der Vielzahl möglicher Ausführungsvarianten werden nachstehend einige Beispiele gegeben: From the multitude of possible design variants given some examples below:

example 1

Der wässerigen Faser-Bindemittel-Suspension entsprechend einem der Beispiele des Hauptpatentes wird 1 Gewichtsteil 5%ige, wässerige Aluminiumformiat-Lösung auf 1000 GT Suspension in einem Mischbehälter zugesetzt.Corresponding to the aqueous fiber-binder suspension one of the examples of the main patent becomes 1 part by weight 5% aqueous aluminum formate solution per 1000 GT Suspension added in a mixing container.

Die Suspension wird mittels Stoffauflaufes auf einen Endlos-Filz gegeben und das vorentwässerte Faser-Binde mittel-Vlies um eine Stahlwalze gewickelt, bis die not wendige Materialdicke erreicht ist. Das hiervon abge nommene, noch nicht abgebundene Zwischenprodukt wird anschließend ca. 8 Stunden bei ca. 333 K und atmo sphärischem Druck einer Wasserdampfbehandlung unterzogen.The suspension is placed on a headbox Endless felt and the pre-dewatered fiber bandage medium fleece wrapped around a steel roller until the emergency agile material thickness is reached. Abge this intermediate that is not yet set then approx. 8 hours at approx. 333 K and atmo spherical pressure subjected to a steam treatment.

Example 2

Wie Beispiel 1, jedoch wird aus einem separaten Stoff auflaufkasten das Faser-Bindemittel-Vlies mit einer Aluminiumformiat-Lösung imprägniert und wie vo zu einem Wickelprodukt im Hatschek-Verfahren verarbeitet.Like example 1, but with a separate fabric the fiber-binder fleece with a Impregnated aluminum formate solution and as one Coiled product processed in the Hatschek process.

Example 3

Wie Beispiel 1, jedoch wird das von der Stahlwalze abge nommene, noch nicht abgebundene Zwischenprodukt aus einer Spritz- oder Gießvorrichtung mit einer Aluminiumformiat- Lösung beschichtet und einem beschleunigten Abbindeprozeß bei einer Temperatur von ca. 353 K unterzogen. Like example 1, but this is removed from the steel roller taken, not yet set intermediate from a Spraying or pouring device with an aluminum formate Solution coated and an accelerated setting process subjected to a temperature of approx. 353 K.

Example 4

Als Verstärkungsfasern werden in 5%iger wässeriger Aluminiumformiat-Lösung getränkte und ggf. zwischenent wässerte bzw. getrocknete Fasern für die Herstellung faserbewehrter anorganischer Werkstoffe verwendet.As reinforcing fibers in 5% aqueous Aluminum formate solution soaked and possibly in between watered or dried fibers for production fiber-reinforced inorganic materials are used.

Claims

Molded bodies made of inorganic binders and natural and / or synthetic inorganic and / or organic fibrous materials as well as clay and / or silica and - according to main patent 36 36 204 - their gels and / or hydro sols, manganese (IV) oxide hydrate and optionally fillers , characterized in that aluminum salts of weak acids, for example aluminum acetate and / or formate, are added and / or fiber materials pretreated with these salts are used.