DE4203866C1

DE4203866C1 -

Info

Publication number: DE4203866C1
Application number: DE19924203866
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing.Habil. 09397 Neuwuerschnitz De Fuchs
Original assignee: ENVIRONMENTAL TECHN EUR Ltd
Current assignee: ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES (EUROPA) LTD., WESTCLIF
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2012-02-12

Description

Das Verfahren betrifft die Herstellung von Füllstoffen für wärme-, schall-, schwingungs- und strahlungsdämpfende mineralisch gebundene Bauglieder mit nichtsprödbrüchigem Verhalten bei Druck- und Biegebeanspruchung in der Form von Leichtbetonfußböden, Dämmplatten, Hohlblocksteinen, Leichtbetonplatten zum Ausfachen von Skelettbauwerken, von stoßbelasteten Zwischenschichten in Autobahn- und Gleisbaukörpern, von Schutzschichten für Geotextilien oder Dichtfolien im Erdbau und von Schüttungen mit wärme-, schall-, schwingungs- und/oder kernstrahlungsdämpfenden Anforderungen.

Dieser eigenschaftsmodifizierte Füllstoff enthält als Trägermaterial einen erheblichen Anteil an zerkleinerten unsortierten Abfällen und zerkleinerten verschlissenen Erzeugnissen der Textil-, Leder- und Kunstlederindustrie. Diesem Füllstoff können je nach Verwendungszweck Anteile von Abfällen in Form von Staub, Asche und/oder Schlamm sowie biologisch-toxische Stoffe zugemischt werden, die jedoch im erzeugten Füllstoff einer Behandlung zur Inertisierung zu unterziehen sind.

Die bekannten technischen Lösungen zur Verwertung von zerkleinerten nichtmetallischen Industrie- und Siedlungsabfällen als Füllstoffe verwenden für die Einarbeitung großer Anteile solcher Materialien, beispielsweise 40 bis 60 Massenprozent an Textilfasern, Bindemittel auf Kunstharzbasis z. B. für die Herstellung von Kunststeinen (WO 89/11 457), für Isoliermaterial aus Melaminharz-Fasermatten (DE-OS 31 47 308) oder Dämmplatten aus Harnstoff-Formaldehydharz (DD-WP 2 35 291). Andere Verfahren erzielen die Einbindung von zerkleinerten Faserstoffen durch Verklebung mittels Zusätzen von thermoplastischen Fasern und der Einwirkung von Wärme und Druck (DD-WP 2 09 772, DD-WP 2 59 819) oder Verklebungen der Fasern mittels Zusätzen von Leimen und Reaktionshilfen (DE-OS 36 41 464).

Solche Verfahren haben einen hohen Energiebedarf und sind sehr kostenaufwendig. Sie stellen damit kein wirtschaftliches Verfahren dar zur Verarbeitung der anfallenden großen Massen an organischen Füllstoffen.

Es sind weiterhin Verfahren für die Einarbeitung organischer Füllstoffe in zementgebundene Bauglieder bekannt, die spezielle Faserarten und -mischungen in geringen Masseanteilen am Verbundwerkstoff betreffen, wie Polyvinylazetat- und Polyacrylnitrilfasern (EP 01 55 520), Polyolefine- und Polypropylenfasern (EP 02 40 167), streifenförmiges Polyäthylen (DE-OS 27 43 934) oder Anteile von 2 bis 20% Polyesteramid im Beton (EP 01 49 028).

Als stark wasseranlagerungsfähiger Leichtzuschlagstoff werden auch zerkleinerte unbehandelte Naturlederabfälle mit 15 bis 40 Volumenprozent Anteil im Beton verwendet (DD-WP 2 54 575) sowie Zellulosefasern aus Spinnfaserabfällen (DE-OS 36 40 611) oder in vorbehandelter Form mit Zusätzen von Polyisocyanaten (DE-OS 36 26 048) und von Polyelektrolyten (EP 03 31 666) sowie als Gemisch von lignozellulosehaltigen Materialien mit Textilabfällen (DD-WP 1 30 564). Diese erforderlichen Zusätze bewirken im Enderzeugnis jedoch eine Kostenerhöhung.

Zur Eigenschaftsverbesserung zellulosefaserverstärkter anorganischer Formkörper ist als Nachbehandlung auch die Dampfhärtung bekannt (DE-OS 37 34 729). Thermische Nachbehandlungen werden ebenso für die Herstellung von Leichtbauzuschlagstoffen aus feinzerkleinertem Müll verwendet, wobei durch Sinterung in einem Brennvorgang Zellstrukturen durch Zersetzung organischer Bestandteile in Sinterpellets mit geschlossener Außenhaut entstehen (DE-OS 34 04 750) oder bei denen die Umwandlung fester Abfälle mit wenigstens 30 Gewichtsprozent an Zellstoffgehalt, beispielsweise Hausmüll, in Gegenwart von Ätzkalk bei plötzlichem Temperaturanstieg von weniger als 100°C auf eine Temperatur von wenigstens gleich 250°C in feste, inerte und wasserunlösliche Stoffe erfolgt (DD-WP 2 47 891). Mit Temperaturen über 1200°C werden auch gebrannte Füllstoffe aus Blähton hergestellt.

Diese aufgezeigten Verfahren zur Herstellung von vorbehandelten Füllstoffen sind mit hohem technologischen und technischen Aufwand verbunden, der eine solche Abfallverwertung für die in Industriebetrieben und Haushalten anfallenden organischen Stoffe unrentabel macht.

Andere Verfahren nutzen für die Einbindung von Faserstoffen eine mechanische Verankerung in der Grundmatrix des Betons beispielsweise durch Fibrillieren der Fasern (EP 01 52 490), durch Aufrauhen der Faseroberflächen (EP 03 43 180) oder mittels Wülsten und Verdickungen an den Faseroberflächen (DE-OS 29 30 939). Hierzu gehören auch die Herstellungsverfahren für Faserverbundmaterialien, bei denen Matten aus Stapelglasseide (DE-OS 39 16 815), multifile Bündel aus Kohlenstoffasern (DE-OS 28 56 079) oder strangförmige vorbehandelte Textilien (DE-OS 35 08 552) formschlüssig haftend in Beton eingebracht werden. Ähnlich wirken Verfahren zur Herstellung gewebebewehrter Zementstrukturen (EP 01 35 374) und die textile Armierung von Mörtel mit weitmaschigem Gewebe oder Gewirke (DE-OS 32 38 993).

Auch solche Verfahren, die Faserstoffgemische nach der unmodifizierten Asbestzementtechnologie zu mineralisch gebundenen Baugliedern verarbeiten (DD-WP 2 38 962) oder eine Vorbehandlung zur Erzeugung feinfasriger Massen beispielsweise aus Altpapier und anorganischen Fasern verlangen (DD-WP 2 30 860), sind aufgrund der immens hohen Zerkleinerungskosten nur für spezielle Erzeugnisse anwendbar und scheiden für die Nutzung massenhaft anfallender Abfälle im Bauwesen aus.

Zur Verbesserung bauphysikalischer Eigenschaften, insbesondere der Wärmedämmung, der Schall- und der Schwingungsdämpfung, dienen Verfahren zum Einbringen von speziellen Füllstoffen z. B. in das Baumaterial für Wärmedämmung (EP 01 39 791) oder der Einsatz von zerkleinertem Textilmaterial im Wärmedämmputz unter Verwendung von schaumfördernden Netzmitteln (DD-WP 2 36 300), Pulver oder Granulat von thermoplastischen Kunststoffen als Füllstoff in Anteilen bis 60 % (EP 02 42 334) oder von Altreifenabfällen bis zu 95 Gewichtsprozent zur Verbesserung der Wärmeisolation in Baukonstruktionen (DE-OS 29 29 925). Auch nach DD-WP 2 71 929 sind Alttextilien oder Altreifen mit Beton vermischt verarbeitbar. Zur Begünstigung des Einbindeverhaltens werden einem Fußbodenmörtel nur 5 bis 10% füllstoffarme Kautschukkrümel zugemischt (DD-WP 2 27 429). Zur Erhöhung des Wärmedurchgangswiderstandes und gleichzeitiger Minimierung der Feuchteaufnahme des Füllstoffes ist die Vorbehandlung zerkleinerter organischer Massenanteile mit einer Wachs- Dispersion bekannt (DD-WP 2 80 140).

Um der Sprödigkeit von mineralisch gebundenen Baugliedern entgegen zu wirken, werden Fasereinlagerungen in faserverstärkten Formkörpern (EP 02 63 723), Bauprodukte aus flexiblen organischen Fasern des Polyolefins (DE-OS 28 19 794) oder faserverstärkte ausgehärtete Formkörper des Gipssystems mit 1 bis 30% verstärkenden Fasern und 0,1 bis 5% Aluminiumsulfat vorgeschlagen (DE-OS 29 00 613).

Zur Modifizierung der Wärmedämmung mit Feuerhemmung von Baumaterialien wurde ein Mehrschichtdämmsystem entwickelt, das aus Sekundärrohstoffen und silikatisiertem Vlies oder Gewebe mit einem natronwasserglasbeschichtetem Papier als flammwidrige Unterlage besteht (DD-WP 2 37 352). Bekannt ist auch der Zusatz von Boraten mit fäulnishemmender Wirkung (DE-OS 36 41 464), das Mischen von stahlfaserverstärktem Beton (DE-OS 27 33 593) zur Festigkeitserhöhung oder durch Zugabe von Metallverbindungen zu faserverstärktem Beton einer hydraulisch abbindenden Zusammensetzung mit wasserlöslichen oder in Wasser emulgierenden Polymeren (DE-OS 31 05 319). Es gibt auch Faser-Bindemittel-Mischungen, denen neben aus natürlichen und/oder künstlichen Tonerden und/oder Kieselsäuren hergestellten Hydrosolen und/oder Gelen noch kolloidales Mangan (IV)-Oxidhydrat zugesetzt ist (DE-OS 36 36 204), oder denen Aluminiumazetat und/oder -formiat hinzugegeben wird und/oder mit diesen Salzen vorbehandelte Faserstoffe verwendet werden (DE-OS 37 23 117). In DE-OS 30 15 734 wird die Herstellung faserverstärkter zementhaltiger Platten beschrieben, wobei in den Schlamm aus Bindemittel und Fasern ein feinkörniges Material eingegeben wird, dessen Korngröße kleiner als die der Zementteile ist.

Aus DE-GM 90 07 268.5 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von betonähnlichen Stoffen bekannt, bei dem als Zuschlagstoff Thermoplast- bzw. Recycling-Granulat zugesetzt wird.

Die Stoffverbindung erfolgt hier durch Verkleben ausgehend von der natürlichen Erwärmung des Betons oder Bindemittelleims.

DE-OS 33 24 671 beschreibt einen Verfahrensablauf, bei dem mittels Erhitzen plus UV-Bestrahlung industrielle Klärschlämme zur Herstellung eines Baustoffes verarbeitet werden. Zusätzlich zugemischt werden Zement und weitere organische und/oder anorganische Additive.

Die bekannten Lösungen haben gemeinsam den Nachteil, daß sie entweder nur für spezifische Füllstoffe oder nur für spezielle Baukonstruktionen anwendbar sind und daß die wirtschaftlichen Parameter für die Herstellung bzw. Verarbeitung großer Mengen - falls sie aufgrund der Spezifik der Baukonstruktion bzw. Füllstoffe überhaupt gebraucht werden - unbefriedigend sind.

Diese Mängel sollen dadurch beseitigt werden, daß ein universell einsetzbarer Leichtzuschlagstoff entwickelt wird, der höchste Volumenanteile von zerkleinerten, gemischten und unsortierten Abfällen oder verschlissenen Erzeugnissen der Textil-, Leder- und Kunstlederindustrie ohne chemische Zusätze enthält, also nur Stoffe, die als Bindemittel und Abbindebeschleuniger ohnehin im technologischen Prozeß der Herstellung mineralisch gebundener Bauglieder eingesetzt werden. Neben Abfallschnitzel sollen noch staub- und schlammförmige Abfälle aus Entsorgungsanlagen in die Zuschlagstoffe eingearbeitet werden können.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die in Recyclingprozessen anfallenden bisher nicht verwertbaren nichtmetallischen Abfälle sowie unsortierte und gemischte Abfälle oder verschlissene Erzeugnisse der Textil-, Leder- und Kunstlederindustrie in zerkleinerter Form mit mineralischen Bindemitteln zu im Bauwesen einsetzbaren Füllstoffen, insbesondere Leichtzuschlagstoffen, mit nichtsprödbrüchigem Verhalten unter mechanischen Belastungen und den Verwendungszwecken entsprechend modifizierbaren wärme-, schall-, schwingungs- und/oder strahlungsdämpfenden Eigenschaften zu verarbeiten.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen preisgünstigere, mineralisch gebundene Baustoffe bzw. Bauglieder mit modifizierbaren bauphysikalischen Eigenschaften herstellbar sein.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen 2 bis 9 und bevorzugte Anwendungen den Unteransprüchen 10 und 11 entnommen werden.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die zu Füllstoffen für mineralisch gebundene Bauglieder zerkleinerten hochpolymeren Materialien einer schockartigen Wärmeeinstrahlung ausgesetzt werden, um sie zu inertisieren und zu aktivieren, bevor sie mit kristallbildenden wäßrigen Lösungen von mineralischen Abbindebeschleunigern und mineralischen Bindemitteln gemischt werden.

Die erfindungsgemäßen Merkmale für die Wärmebehandlung sind die extrem hohe Farbtemperatur von ca. 2800 K des den Wärmestrom erzeugenden Strahlers und die hohe Energiekonzentration in einer Brennlinie, die zu hohen Temperaturgradienten von mindestens 20 K je mm Durchlauflänge vor und nach der Brennlinie führen.

Die hohe Energiekonzentration in der einstellbaren Brennlinie hat weiterhin zur Folge, daß

- sich in der Brennlinie maximale Eisentemperaturen von über 600°C messen lassen und
- die bestrahlten Materialien thermisch mit einer molaren Energie im Bereich von 60 bis 170 kJ×mol^-1 aktiviert werden, so daß sich beim Einbringen dieser keimfrei gemachten und so gleichzeitig aktivierten Materialien in wäßrige Lösungen von mineralischen Abbindebeschleunigern und Bindemitteln auf den Oberflächen verteilte festhaftende Kristallkomplexe anlagern.

Die Wärmebehandlung kann beispielsweise auf einem Förderband mit einer freihängenden Strahlerbalkenanordnung durchgeführt werden.

Als einzusetzende Abbindebeschleuniger eignen sich vorzugsweise Wasserglas oder lösliche Siliziumfluoride zur gleichzeitigen flammwidrigen und wetterbeständigen Ausrüstung der damit behandelten Abfälle in Verbindung mit Zement, Gips oder anderen keramischen Stoffen als Bindemittel.

Die Verteilungsdichte der - auf den Oberflächen der so behandelten Abfälle - festhaftenden Kristallkomplexe läßt sich durch die mit der Durchlaufgeschwindigkeit zu regelnde Dosis der eingestrahlten Aktivierungsenergie und die Konzentration der in wäßriger Lösung befindlichen mineralischen Abbindebeschleuniger beeinflussen, wobei der Wassergehalt dem Anmachwasserbedarf des Bindemittels entsprechen kann.

Die nichtsprödbrüchigen, wärme-, schall- und schwingungsdämpfenden Eigenschaftungen entstehen dadurch, daß die Bindemittel den zerkleinerten Abfall nicht vollständig umschließen, sondern sich zwischen benachbarten Abfallschnitzeln mit partiell verteilten, festhaftenden Kristallkomplexen Brücken aus dem Bindemittelgel, z. B. Zementleim, ausbilden und diese bei dessen Erhärtung die Abfallschnitzel fest verkitten. Das verbleibende elastische Verhalten der hochpolymeren Materialvolumina zwischen den Kristallhaftpunkten verleiht dem so entstehenden mineralisch gebundenen Füllstoff die gewünschten bauphysikalischen Eigenschaften.

Die Beimischung von strahlenenergieabsorbierenden Materialien wie Blei- und Borverbindungen, Aluminiumhydroxid, Gadoliniumoxid oder Magnetit in die wäßrige Lösung der Abbindebeschleuniger bewirken bei dem so hergestellten mineralisch gebundenen Füllstoff Strahlenschutzeigenschaften, insbesondere auch für sekundäre Gamma- und Neutronenstrahlung.

In wäßrigen Mischungen mit den einzusetzenden Abbindebeschleunigern lassen sich auch Schlämme, z. B. aus Abwasseraufbereitungsanlagen, in den Füllstoff einbringen, wobei der Wassergehalt der Schlämme dem Anmachwasserbedarf der Bindemittel angepaßt sein muß.

Wenn die beigemischten Schlämme aus Abwasseraufbereitungsanlagen biologisch-toxische Bestandteile enthalten, dann ist die Inertisierung der lufttrockenen lockeren mineralisch gebundenen Füllstoffe mit einer nochmaligen Wärmebehandlung wie eingangs bei der Behandlung der Abfallschnitzel vorzunehmen.

Der nach der Wärmebehandlung des zerkleinerten Abfalls erfolgende Mischvorgang wird in erster Stufe mit der wäßrigen Lösung des Abbindebeschleunigers und in zweiter Stufe durch die Zugabe des Bindemittels vorteilhaft in einem Zwangsmischer vorgenommen.

Die formbare Füllstoffmischung läßt sich anschließend in herkömmlichen Formanlagen verdichtet zu mineralischen Baugliedern wie Dämmplatten, Hohlblocksteine oder Wandleichtbauelemente verarbeiten.

Durch eine Lufttrocknung ergibt die nur locker gelagerte Masse ein Schüttgut zur Verwendung als eigenschaftsmodifizierter mineralisch gebundener Füllstoff beispielsweise in Ortbeton, Fußbodenmörtel oder als Leichtzuschlagstoff anstelle von Sand, Kies und Splitt in beliebigen mineralisch gebundenen Baugliedern.

Die Durchführung des Verfahrens ist mit herkömmlichen Einrichtungen realisierbar. Es werden nur solche Stoffe den Abfällen zugesetzt, die ohnehin im Abbindevorgang wirksam werden und die Wasser als Lösungsmittel verwenden. Dabei können auch solche Abfälle wie Staub, Asche und Schlamm anteilig in die Füllstoffe eingearbeitet werden.

Die Vorteile der Erfindung liegen in ihrer Umweltfreundlichkeit durch die massenhafte Entlastung der Deponien von Problemmüll sowie in der Nutzbarmachung dieser Abfälle als inerte und flammwidrig ausgerüstete Füllstoffe im Bauwesen bei gleichzeitiger Einsparung von Bindemitteln und aus Naturvorkommen zu gewinnenden Zuschlagstoffen wie Splitt, Kies und Sand.

Mit Anwendung des neuen Verfahrens wird eine breite Eigenschaftsmodifizierung der Verfahrensprodukte möglich.

Diese Eigenschaftsmodifizierung erfolgt einmal mittels Einstellung der Mischungskomponenten und der Relation dieser Komponenten zueinander. Als Komponenten werden insbesondere eingesetzt

- zerkleinerte unsortierte Materialien aus dem Recycling- Rücklauf von Verpackungsmaterial jeder Art
- zerkleinerte, verschlissene Erzeugnisse bzw. Reststoffe der Textil-, Leder- und Kunstlederindustrie
- zerkleinerte Plastmaterialien aus dem Autorecycling
- Stäube, Asche und/oder Schlämme
- biologisch toxische Stoffe.

Zum anderen wird die Eigenschaftsmodifizierung über den Mineralisierungsvorgang selbst durchgeführt:

- in Abhängigkeit von den eingesetzten Mineralien und mineralischen Beimischungen, z. B.
- - schwer entflammbar durch Wasserglas
- - witterungsbeständig durch Fluorsilikat
- das Festigkeits- und Elastizitätsverfahren ist abhängig von Energiedosis und Dichte des Kristallbelages
- Strahlungsschutzwirkung durch mineralische Zusätze
- Wärmedämmung, Schalldämmung ist durch Verdichtung (technologische Maßnahme) beeinflußbar
- Resistenz gegen aggressive Chemikalien, z. B. Alkalischäden; festhaftende Kristalle auf der Oberfläche der mineralisierten Materialien können nicht durch Intensivwäsche gelöst werden
- die Verbindung der Mischungskomponenten erfolgt durch mineralische Bindung mit Zement über diese festhaftenden Kristalle; das Festigkeits- und Elastizitätsverhalten kann so beeinflußt werden.

Die technischen Vorteile bei der Anwendung des Verfahrens zur Herstellung eigenschaftsmodifizierter Füllstoffe für mineralisch gebundene Bauglieder bestehen im geringen anlagetechnischen und energetischen Aufwand zur Inertisierung und thermischen Aktivierung der einzubindenden Abfallschnitzel. Durch die technologisch einfach realisierbare Form der Wärmebehandlung, beispielsweise mittels eines Förderbandes und einer freihängenden Strahlerbalkenanordnung entfallen solche technischen Einrichtungen wie Drehrohröfen oder Durchlauföfen mit hohem Energiebedarf. Durch die Konzentration der Wärmestrahlung auf partielle Materialvolumina im Durchlauf wird gegenüber der bisher angewendeten Heißlufterwärmung oder Kontaktbeheizung des Materials der günstigste Wärmeübergang und damit der beste thermische Wirkungsgrad erreicht.

Weitere technologische Vorteile bestehen darin, daß die thermische Vorbehandlung der nach herkömmlichen Methoden zerkleinerten Abfälle ortsunabhängig vor dem Mischvorgang durchgeführt werden kann. Die Zugabe der für die Beschaffenheit der Enderzeugnisse erforderlichen Bindemittelmengen, Mengen an Abbindebeschleunigern und weiteren Zuschlagstoffen kann zeitunabhängig nach der Herstellung des mineralisch gebundenen Füllstoffes aus Abfällen im Weiterverarbeitungsprozeß erfolgen.

Bei an den Mischvorgang des Füllstoffes sich anschließender Formgebung weisen die mit ausreichender Verdichtung hergestellten Bauglieder eine hohe Grünstandfestigkeit zur sofortigen Aufformung auf mit den in bisher bekannten technologischen Grenzen gegebenen Abbinde- und Trockenzeiten.

Die Erzeugnisse sind transportfähig und unter allen Witterungsbedingungen lagerfähig.

Die ökonomischen Vorteile ergeben sich insbesondere aus der Entlastung von Mülldeponien, der Lösung der Probleme der Abfallentsorgung in Industrie und Siedlungswesen sowie aus der Einsparung von Naturstoffen im Bauwesen. Kostengünstig wirkt sich neben der preisgünstigen Materialbereitstellung auch der geringe Energiebedarf für die Wärmebehandlung des vorzubehandelnden Materials aus.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden erstmalig in Recyclingsprozessen anfallende, bisher nicht verwertbare nichtmetallische Abfälle verarbeitet. Das betrifft insbesondere:

- Abfälle aus dem Autorecycling, wie gemischte Verbundstoffe mit Textilien, Plaste, Gummihaar, Jutefasern, Kunstleder, Leder u.a.m. Diese Materialien fallen unsortiert an und können ohne Flammenbehandlung inertisiert werden.
- Gerberei-Abwasserrückstände mit bakteriologischer Belastung (biologisch-toxische Stoffe)
- verunreinigte Plastverpackungsmittel (Becher für Nahrungsmittel etc.)
- Alttextilien, die aus Deponiegut aussortiert werden; auch die Verarbeitung bereits gelagerter Alttextilien aus bestehenden Deponien heraus ist möglich.

Erhebliche Kosteneinsparungen sind bei der Nutzung der eigenschaftsmodifizierten Füllstoffe in mineralisch gebundenen Baugliedern für die Wärmedämmung, Körper- und Trittschall- sowie Schwingungsdämpfung in Bauwerken und bei der Anwendung der Strahlenschutzeigenschaften zur Abschirmung natürlicher und technischer radioaktiver Strahlungsquellen zu erwarten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

1. Herstellung von Wandbauplatten aus eigenschaftsmodifizierten Füllstoffen für mineralische gebundene Bauglieder

1.1. Zerkleinerte Textilabfälle aus Polyamid (Siebdurchgang 20×20 mm) wurden auf einem Auftragsband mit einem Energieaufwand von ca. 0,54 kWh/m³ Abfälle thermisch inertisiert und aktiviert. Als Wärmequelle wurde eine über dem Förderband aufgehängte Strahlerbalkenanordnung mit 1350-W- Halogeninfraleuchte eingesetzt. Anschließend kamen 435 l dieser so vorbehandelten Textilschnitzel mit 60 l Wasserglaslösung in einer Konzentration von 8°B´ zum Mischen in einen Planetenmischer. Dem Mischvorgang wurden nach einer Vormischung 100 kg Zement als Bindemittel und weitere 10 l Wasserglas in einer Konzentration von 37°B´ sowie 20 l Anmachwasser zugegeben.

Nach Beendigung des Mischvorganges von ca. 5 Minuten Dauer erfolgte die Abgabe des Mischgutes in eine Plattenformanlage zur Herstellung von Wandplatten in den Abmessungen von 740×320×140 mm.

1.2. Textilabfälle aus Polyamid und im Shredder zerkleinerte Alttextilien sowie nichtmetallische Abfälle aus dem Autorecycling wurden wie im Beispiel 1.1. durch Wärmebehandlung inertisiert und aktiviert. Anschließend erfolgte eine Trockendurchmischung von 80 l Textilabfällen aus Polyamid, 55 l zerkleinerte Autoseitenteile, 80 l grobe Schaumstoffflocken aus Autositzen, 100 l zerkleinerte Duroplaste aus Trabantkarossen, 20 l Gummihaar aus Autopolstern sowie 100 l Alttextiliengemisch im Planetenmischer. Danach wurden zugemischt: 60 l Wasserglas mit einer Konzentration von 8°B´ als Bindemittel 130 l Zement, 20 l Wasser als Anmachwasser, 10 l Wasserglas mit einer Konzentation von 37°B´ und 40 l Kalziumchlorid-Lösung in einer Konzentration von 3°B´ als mineralische Abbindebeschleuniger.

Nach Beendigung des Mischvorganges konnten mit diesem Füllstoff in einem Leichtbeton ebenfalls auf der herkömmlichen Plattenformanlage Wandplatten in den Abmessungen 740×320×140 mm gefertigt werden.

2. Herstellung von eigenschaftsmodifizierten Füllstoffen durch die Einarbeitung von Restschlamm aus einer Abwasseraufbereitungsanlage

100 Volumenanteilen thermisch vorbehandelter Textilschnitzel wurden 20 Volumenanteile Wasserglaslösung von 12°B´ unter Zusatz von 20 Volumenanteilen Schlamm, bestehend aus einer Mischung von Gerbereischlamm und Magnetit als Fällungsmittel, sowie 20 Volumenanteile Zement als Bindemittel zugemischt. Nach einer Trockenzeit von 24 Stunden wurde der entstandene mineralisch gebundene und locker geschüttete Füllstoff nochmals thermisch behandelt und damit inertisiert. Er war danach geruchlos.

3. Herstellung von mineralisch gebundenen Füllstoffen durch die Einarbeitung von Abwasser

3.1. Mit 10 Volumenanteilen Wasserglaslösung von 10·B´ getränkte 100 Volumenanteile thermisch vorbehandelter und zwischenzeitlich abgetrockneter Textilschnitzel wurden 40 Volumenanteile Gerbereiabwasser und 20 Volumenanteile Zement zugemischt. Nach 24stündiger Lagerung war daraus ein lockerer geruchloser zementgebundener Füllstoff für mineralisch gebundene Bauglieder entstanden.

3.2. 100 Volumenanteile thermisch vorbehandelter Textilschnitzel wurden mit 10 Volumenanteilen Wasserglaslösung von 37°B´ 40 Volumenanteilen Gerbereiabwasser und 25 Volumenanteilen Zement gemischt. Nach 24stündiger Lagerung entstand daraus ein geruchloser lockerer zementgebundener Füllstoff für mineralisch gebundene Bauglieder.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eigenschaftsmodifizierter Füllstoffe für mineralisch gebundene Bauglieder bei thermischer Behandlung der als Füllstoffe eingesetzten Ausgangsmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinerte hochpolymere Materialien natürlichen oder synthetischen Ursprungs einer schockartigen Wärmestrahlungseinwirkung mit einem Temperaturgradienten von mindestens 20 K je mm Durchlauflänge vor und nach einer Brennlinie, in der sich mehr als 600°C Eisentemperatur messen lassen, ausgesetzt, dadurch inertisiert und thermisch im Bereich einer molaren Energie von 60 bis 170 kJ×mol^-1 aktiviert und sodann einer kristallbildenden Lösung von anorganischen Stoffen zugeführt werden, die mit der Grundmatrix eines damit zu füllenden Verbundwerkstoffes eine festhaftende Verbindung eingehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schockartige Wärmebehandlung auf einem Förderband mit einem darüber angeordneten Strahlerbalken erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbindebeschleuniger vorzugsweise Wasserglas oder lösliche Siliziumfluoride zur gleichzeitigen flammwidrigen und wetterbeständigen Ausrüstung der damit behandelten Materialien in Verbindung mit Zement, Gips oder anderen keramischen Stoffen als Bindemittel eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsdichte der auf den Oberflächen der so behandelten Abfallmaterialien festhaftenden Kristallkomplexe sich durch die mit der Durchlaufgeschwindigkeit zu regelnden Dosis der eingestrahlten Aktivierungsenergie und die Konzentration der in wäßriger Lösung befindlichen mineralischen Abbindebeschleuniger beeinflussen läßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallbildenden anorganische Stoffe vorzugsweise aus einer Mischung aus Silikatgelen und Zement bestehen, partiell auf die Oberflächen von sonst elastischen hochpolymeren Materialien aufgebracht werden und damit die Struktur eines so hergestellten Verbundwerkstoffes nichtsprödbrüchig machen und ihm wärme-, schall- und schwingungsdämpfende Eigenschaften geben.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung von kristallbildenden anorganischen Stoffen Materialien mit strahlungsenergieabsorbierenden Wirkungen beigemischt werden, die damit den daraus hergestellten Füllstoffen Strahlenschutzeigenschaften verleihen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenschutzeigenschaften durch Beimischung solcher Materialien wie Blei- und Borverbindungen, Aluminiumhydroxid, Gadoliniumoxid oder Magnetit in die wäßrige Lösung der Abbindebeschleuniger bewirkt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten hochpolymeren Materialien verfahrensmäßig verarbeitet werden, wobei den Lösungen von kristallbildenden anorganischen Stoffen zu entsorgende Schlämme, insbesondere solche mit biologisch-toxischen Bestandteilen, zugemischt werden und der daraus hergestellte mineralisch gebundene Füllstoff in einer anschließenden thermischen Nachbehandlung durch eine schockartige Wärmeeinwirkung inertisiert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der schockartigen Wärmebehandlung des zerkleinerten Abfallmaterials erfolgende Mischvorgang in erster Stufe mit der wäßrigen Lösung des Abbindebeschleunigers und in zweiter Stufe durch die Zugabe des Bindemittels in einem Zwangsmischer erfolgt.

10. Anwendung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die formbare Füllstoffmischung in herkömmlichen Formanlagen zu mineralischen Baugliedern wie Dämmplatten, Hohlblocksteinen oder Wandleichtbauelementen verarbeitet sind.

11. Anwendung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Lufttrocknung die nur locker gelagerte Masse ein Schüttgut zur Verwendung als eigenschaftsmodifizierter, mineralisch gebundener Füllstoff ergibt.