DE3806062A1 - Verfahren zum herstellen von pumpfaehigem, auch als brand- und schallschutz einsatzfaehigem baustoff und geeignete vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Baustoff aus Anhydrit, insbesondere synthetischem Anhydrit unter Zugabe von Wasser und Anreger. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Mischer für die Anhydritmischung, dem Behälter für die Einsatzstoffe zugeordnet sind, sowie einer Transport- und einer Verarbeitungseinrichtung.

Gips ist ein farbloses oder weißes Mineral, wobei in der Bauindustrie unter diesem Namen die verschiedensten Produkte verstanden werden (CaSo₄×2 H₂O). Durch Austreiben des Kristallwassers erhält man ein Halbhydrat (CaSo₄×1/2 H₂O), bekannt als Modell- oder Formgips. Anhydrit (CaSo₄) kommt häufig in großen Mengen mit Steinsalz in Salzlagerstätten vor und geht durch Wasseraufnahme in Gips über. Anhydritbinder ist ein unhydraulisches Bindemittel aus Naturanhydrit und Anregern. Bei verschiedenen chemischen Prozessen fällt sog. synthetischer Anhydrit mit größerer Feuchte an. Auch dieses Material wird unter Zugabe von Wasser und Anregern für Estrich eingesetzt und häufig mit Zuschlagsstoffen gemischt und zu den verschiedensten Baustoffen verarbeitet. Insbesondere bei der Verarbeitung zu Leichtbausteinen aber auch zu Estrich, vor allem aber beim Einsatz als Schalldämmung ist die hohe Rohdichte von Nachteil, die sich einmal vom Einsatzprodukt Anhydrit und zum anderen vom Zuschlagsstoff her zwangszweise ergibt. Um die Rohdichte zu senken, ist es bekannt, Aluminium­ pulver und ähnliches Material mit in den Baustoff einzugeben, der dann im Baustoff durch Reaktion Blasen bildet. Solcher Baustoff wird auch als Porenbeton bezeichnet, wobei abgesehen vom nachteiligen Einsatz des Aluminiums oder sonstigen Pulvers dabei eine genaue Einstellung der Rohdichte nicht möglich ist bzw. den Einsatz großer Mengen an Blasenbildnern erfordert, so daß die Stabilität und die sonstigen Eigenschaften wesent­ lich darunter leiden. Nachteilig ist schließlich, daß die durch den chemischen Prozeß gebildeten Blasen in ihrer Größe unregelmäßig und wenig stabil sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines in der Rohdichte gut einstell­ baren, auch als Brandschutz einsetzbaren Baustoffes zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Anhydrit, Wasser und Anreger unter Zugabe von Zuschlagsstoffen intensiv miteinander gemischt werden, daß vorzugsweise parallel dazu ein flüssiges Schaumkonzentrat zur Bildung von Blasen verwirbelt wird und daß der Schaum dann der Mischung aus Anhydrit, Wasser, Anreger und Zuschlagsstoff zugeführt und gleichmäßig verteilt und unter Erhaltung der Blasen unter­ gemischt und mit diesen anschließend gemeinsam verarbeitet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Reduzierung der Rohdichte durch gezielte Beimischung eines entsprechend stabilen Schaumes bzw. eines Schaumes mit entsprechend stabilen Blasen. Durch die gleichmäßige Verteilung unter Erhaltung der Blasen beim Untermischen des Schaumes ist eine gleichmäßige Verteilung und damit eine gute Stabilität des gesamten Bau­ stoffes gewährleistet. Die aus dem Schaumkonzentrat herge­ stellten Blasen weisen nicht nur eine relativ hohe Stabilität auf, sondern können mit einem gleichmäßigen Durchmesser hergestellt und untergemischt werden, was sich für den Endbau­ stoff als besonders vorteilhaft herausstellt. Diese gleich­ mäßigen Luftblasen erbringen nämlich einen Baustoff, der besonders gut als Brandschutz oder auch als Schallschutz einsetzbar ist, weil nämlich die Luftblasen sowohl als Schall- wie auch als Wärmedämmung dienen, während der Anhydrit als Baustoff vorteilhaft ist, weil zunächst einmal bei einem Brand beispielsweise die Kristallbindung des Kristallwassers aufgelöst und das Kristallwasser verdampft werden muß, bevor es zu einer deutlichen Beeinflussung oder gar Zerstörung des Baumaterials bzw. Baustoffes kommt. Damit ist ein Baustoff geschaffen, der optimal im Bereich des Brand- und Schallschutzes, aber auch als Estrich und für ähnliche Zwecke eingesetzt werden kann. Auch im untertägigen Bergbau kann ein solches Material beispielsweise als Konsolidierungsbaustoff einge­ setzt werden, wobei er neben der Abstützung des Gebirges auch den Vorteil hat, daß er wärmeisolierend wirkt. Damit ist also ein Baustoff mit einem enorm weiten Einsatzspektrum bzw. ein entsprechendes Herstellungsverfahren geschaffen.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß Wasser und Anreger bis zu dessen Auflösung gemischt werden, bevor der Anhydrit und Zuschlagsstoff und nach deren Untermischung der Schaum zugemischt wird. Damit ist insbesondere bei salzförmigen Anregern die Sicherheit gegeben, daß eine Einwirkung auf den Anhydrit über die Gesamt­ mischung gleichmäßig erfolgt, so daß sich insgesamt ein sehr homogener Baustoff ergibt, der wie geschildert zu den ver­ schiedensten Zwecken eingesetzt werden kann.

Die unterschiedlichen Einsatzfälle erfordern häufig unterschiedliche Rohdichten. So soll beispielsweise bei Leichtbausteinen das Gewicht des Steines in einer Grenze gehalten werden, die eine einfache Handhabung gewährleistet. Eine jeweilige Anpassung an die Gegebenheiten sieht die Erfindung insofern vor, als der Schaum entsprechend der gewünschten Rohdichte des Endproduktes zu und untergemischt wird. Durch den Prozentteil des untergemischten Schaumes kann so die Rohdichte praktisch in beliebigen Staffeln eingestellt werden, ohne daß andere Maßnahmen dazu erforderlich werden.

Der Anhydrit bildet erfindungsgemäß um die aus dem Schaumkonzentrat hergestellten Blasen ein Stützgerüst, so daß diese Blasen in dem in der Rohdichte entsprechend heruntergeschraubten Baustoff eine homogene und stabile Verteilung aufweisen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Menge des zuge­ mischten Anhydrits mind. ein Stützgerüst um die Blasen ergebend eingestellt wird, was bedeutet, daß man sehr weit in der Rohdichte heruntergehen kann, wenn man einen Grundstoff erzeugen will, der als Brandschutz zum Einsatz kommen soll, also möglichst viele derartige Blasen aufweisen kann.

Als Zuschlagsstoff können unterschiedliche und ja bereits bekannte Materialien zum Einsatz kommen. Bezüglich der Gesamteigenschaften sieht die Erfindung vor, daß es besonders zweckmäßig ist, als Zuschlagsstoff Sand einzusetzen, wobei sich die Menge und auch die Korngröße des Sandes nach dem jeweiligen Einsatzfall richtet. Auch der Sand als Zuschlags­ stoff soll möglichst gleichmäßig in der Mischung verteilt sein, um so eine vorteilhafte Stabilitätserhöhung des Baustoffes bzw. des Endproduktes zu gewährleisten.

Um die Verteilung der einzelnen Komponenten in der Mischung möglichst optimal zu gestalten und andererseits eine Zerstörung der Blasen während des Herstellungsprozesses möglichst zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn der Zuschlags­ stoff in Form von Sand der Mischung aus Anhydrit, Anreger, Wasser und Schaum vorzugsweise während des Transportes zuge­ mischt wird. Dies hat den Vorteil, daß sich dann bereits eine stabilisierte Mischung aus Anhydrit, Anreger und Schaum ergeben hat, wobei sich bereits eine entsprechende geringe Verstei­ fung des Anhydrits eingestellt hat. Darüber hinaus läßt sich der Sand beispielsweise optimal in die entsprechende Mischung aus Anhydrit, Anreger, Wasser und Schaum vorteilhaft gleich­ mäßig unterbringen, wozu der Transport beispielsweise in einem entsprechenden Mischfahrzeug besonders gut geeignet ist.

Dort, wo beim Verarbeiten eine dann möglichst schnelle Versteifung und Abbindung erwartet wird, ist es vorteilhaft, der Mischung aus Anhydrit, Anreger, Wasser, Schaum und Zu­ schlagsstoff beim Verarbeiten vor Ort Wasserglas zuzugeben. Hierdurch kann der Baustoff optimal angespritzt werden, beispielsweise beim Einsatz im untertägigen Bergbau durch entsprechendes Pumpen gegen die Streckenwandung, ohne daß Verschalungen oder ähnliche Vorarbeiten dafür notwendig werden. Das Material bleibt dann am Stoß bzw. an der Wandung hängen, verstarrt und stabilisiert wunschgemäß.

Weiter oben ist bereits gesagt, daß die Menge des zugemischten Anhydrits mindestens ein Stützgerüst um die Blasen ergebend eingestellt wird. In die umgekehrte Richtung ist ebenfalls eine große Variationsbreite möglich, wobei die Erfindung vorsieht, daß die Bildung eines stabilen Stützge­ rüstes für die Blasen durch Zugabe von frühaussteifendem Anhydrit und/oder größerer Mengen Anhydrit unterstützt wird. Auch auf diese Art und Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Baustoff hergestellt, der sich sehr vielseitig auch in diese Richtung einsetzen läßt.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der zweckmäßigerweise der Mischer als Turbomischer ausge­ bildet ist, dem ein Einfachmischer vorgeordnet oder der ent­ sprechend zweistufig zu betreiben ist. Somit kann in dem Einfachmischer zunächst einmal das Gemisch aus Anhydrit, Wasser und Anreger ggf. auch Zuschlagsstoff hergestellt werden, um dann im Turbomischer den Schaum unterzumischen, wobei der Turbomischer so eingestellt wird, daß die Blasen erhalten bleiben, gleichzeitig aber gleichmäßig in der Mischung verteilt wird bzw. unter die Mischung untergemischt werden. Bei einem zweistufigen Betrieb kann zunächst der Vormisch­ prozeß durchgeführt werden, um dann anschließend den Schaum unterzumischen. Über den Turbomischer ist dabei sichergestellt, daß die ja im Gewicht leichten Schaumkonzentratblasen auch wirklich untergemischt werden und nicht nur im oberen Bereich der Mischung aufschwimmen oder gerade in die oberen Bereiche eindringen. Wichtig ist es ja, daß die Blasen die gesamte Mischung gleichmäßig durchziehen und so einen homogenen Baustoff ergeben.

Besonders günstig ist das Einbringen des Schaumes, wenn dem Mischer eine Schaumkanone zugeordnet ist. Über die Schaum­ kanone wird sowohl ein in der Blasengröße sehr gleichförmiger Schaum erzeugt als auch eine Möglichkeit gegeben, den Schaum gleich so in die Mischung im Mischer einzudrücken, daß sich zwangsweise eine gleichmäßige Verteilung der im Turbomischer durcheinander gemischten Einzelkomponenten ergibt.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen ist, die sicherstellen, daß ein Baustoff zur Verfügung gestellt wird, der sehr vielseitig einsetzbar ist und der in seiner Rohdichte so variabel ist, daß er für die unterschiedlichsten Einsatz­ zwecke verwendbar ist. Immer ist dabei der Blasenanteil durch entsprechende Mengenzugabe des Schaumes variierbar, wobei die einzelnen Blasen aufgrund ihrer vorgegebenen Eigenschaften im Baustoff ein sie abstützendes und sicherndes gleichmäßiges Stützgerüst erzwingen. Besonders vorteilhaft kann ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellter Baustoff für Brandschutz-und Schall­ schutzzwecke eingesetzt werden, wobei sich dies einmal durch die gute und gleichmäßige Verteilung der Blasen im Baustoff und durch den Baustoff selbst ergibt, der aufgrund des zum Einsatz kommenden Anhydrits zunächst einmal die feuerhämmende Wirkung durch das eingeschlossene Kristallwasser aufweist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel mit den dazugehörigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Verfahrensschema,

Fig. 2 eine Brandtür im Schnitt und

Fig. 3 ein Bauteil im Querschnitt.

Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Verfahrensschema handelt es sich um eine vereinfachte Darstellung insofern, als die zum Einsatz kommenden unterschiedlichen Aggregate nur ganz vereinfacht dargestellt sind.

Im Bunker (1) ist Anhydrit bevorratet, im Anregerbehälter (2) der zum Einsatz benötigte übliche Anreger für den Anhydrit. Über den Wasserbehälter (3) wird Wasser und über das Sandsilo (4) Sand dem Einfachmischer (6) zugeführt, wobei Fig. 1 ver­ deutlicht, daß in der Regel der Sand (4) nicht dem Einfach­ mischer, sondern dem später noch erläuterten Fahrmischer zugeführt wird.

Der Einfachmischer (6) ist hier als eine Art Rohrmischer mit Drehachse (7) wiedergegeben, wobei hier auch jeder andere Mischer zum Einsatz kommen kann. Der Einfachmischer (6) führt sein Mischprodukt dem als Turbomischer ausgebildeten Mischer (10) zu, in den auch das aus dem Schaumkonzentratbehälter (8) abgezogene Schaumkonzentrat nach Passieren des Verwirblers (9) eingefüllt wird. Beide Komponenten werden dann im Mischer (10) intensiv so miteinander gemischt, daß die einzelnen Bläschen sich gleichmäßig über das Gesamtprodukt verteilen. Dabei ist darauf zu achten, daß weder eine ungleichmäßige Verteilung der Bläschen im Baustoff auftritt, noch eine Zerstörung der Bläschen durch zu intensive Mischtätigkeit.

Unter Umgehung des Verwirblers (9) kann das Schaumkonzen­ trat auch über die Schaumkanone (11) unmittelbar in den Mischer (10) eingegeben werden, wobei die Schaumkanone sowohl die Erzeugung der einzelnen Bläschen übernimmt wie auch eine Erstmischung mit dem im Mischer (10) befindlichen Vorprodukt aus Anreger, Anhydrit und Wasser, ggf. auch Zuschlagsstoff.

Nach entsprechender intensiver Mischung und gleichmäßiger Verteilung bei Erhaltung der einzelnen Bläschen wird das Mischprodukt dann einem Fahrmischer (12) übergeben und zum Einsatzort gebracht. In dem Fahrmischer (12) kann sich bereits vorher aus dem Sandsilo (4) abgezogener Zuschlagsstoff befinden, der dann während der Fahrt mit dem entsprechenden Produkt aus Anhydrit, Anreger, Wasser und Schaum gemischt wird.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Brandtür (15), deren Türkörper (16) einen Hohlraum (17) einschließt, in den der beispielsweise über den Fahrmischer (12) herangebrachte Baustoff (18) eingefüllt ist. Mit (13, 14) sind dabei einzelne der gleichmäßig im Baustoff (18) verteilten Blasen gekennzeichnet. Die Brandtür (15) weist übliche Türgriffe (19) auf, wobei auch jedwede andere Art von Handgriffen hier vorgesehen werden kann, um solche Brandtüren (15) zu betätigen.

Um deutlich zu machen, daß der weiter oben im einzelnen erläuterte Baustoff (18) aus Anhydrit, Anreger, Wasser, Zu­ schlagsstoff und Schaum statt dem bisher üblichen Beton zur Ummantelung bzw. Umhüllung einer Bewehrung (20) aus Stahl­ stäben oder aus Draht zum Einsatz kommen kann, zeigt Fig. 3 einen Schnitt durch einen entsprechenden Baukörper (21). Dabei ist besonders vorteilhaft, daß der Baustoff (18) bezüglich der Rohdichte durch entsprechende Zugabe von Blasen bzw. Schaum verändert werden kann, je nach dem für welche Zwecke der Baukörper (21) vorgesehen ist.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von Baustoff aus Anhydrit, insbesondere synthetischem Anhydrit unter Zugabe von Wasser und Anreger, dadurch gekennzeichnet, daß Anhydrit, Wasser und Anreger unter Zugabe von Zuschlags­ stoffen intensiv miteinander gemischt werden, daß vorzugsweise parallel dazu ein flüssiges Schaumkonzentrat zur Bildung von Blasen verwirbelt wird und daß der Schaum dann der Mischung aus Anhydrit, Wasser, Anreger und Zuschlagsstoff zugeführt und gleichmäßig verteilt und unter Erhaltung der Blasen untergemischt und mit diesen anschließend gemeinsam verarbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser und Anreger bis zu dessen Auflösung gemischt werden, bevor der Anhydrit und Zuschlagsstoff und nach deren Untermischung der Schaum zugemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum entsprechend der gemischten Rohdichte des Endproduktes zu- und untergemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des zugemischten Anhydrits mindestens ein Stützgerüst um die Blasen ergebend eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagsstoff Sand eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagsstoff in Form von Sand der Mischung aus Anhydrit, Anreger, Wasser und Schaum vorzugsweise während des Transportes zugemischt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus Anhydrit, Anreger, Wasser, Schaum und Zuschlagsstoff beim Verarbeiten vor Ort Wasserglas zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung eines stabilen Stützgerüstes für die Blasen durch Zugabe von frühaussteifendem Anhydrit und/oder größerer Mengen Anhydrit unterstützt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder den nachfolgenden Ansprüchen mit einem Mischer für die Anhydritmischung, dem Behälter für die Einsatzstoffe zugeordnet sind, sowie einer Transport- und einer Verarbeitungs­ einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (10) als Turbomischer ausgebildet ist, dem ein Einfachmischer (6) vorgeordnet oder der entsprechend zweistufig zu betreiben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischer (10) eine Schaumkanone (11) zugeordnet ist.