DE4324974A1 - Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes für Dämm-Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagsstoffes für ein hochwertiges Dämm-Material. Der Zuschlagstoff zeichnet sich dadurch aus, daß er eine hohe Porosität und eine hohe Kornbruchfestigkeit besitzt. Die Korngröße des Mate­ rials läßt sich in einem weiteren Bereich, beispielsweise von 0.1 bis 10 mm einstellen. Darüberhinaus zeichnet sich der Zuschlagstoff besonders dadurch aus, daß er nicht hygroskopisch ist und ein geringes Wasseraufnahmevermögen besitzt. Der Zu­ schlagstoff wird vorzugsweise aus Porenbetonabfällen durch einen Recyclingprozeß gewonnen.

Porenbeton ist ein wertvoller und biologischer Baustoff, von welchem in der Bundes­ republik mehr als 3 000 000 Kubikmeter jährlich produziert werden. Bei der Her­ stellung von Produkten aus Porenbeton fallen größenordnungsmäßig bis zu 3% Poren­ betonabfälle bzw. -Bruch an. Der größte Teil dieser ca. 90 000 Kubikmeter Abfälle kann nicht wirtschaftlich verwendet werden. Er wird zur Abfallbeseitigung in Depo­ nien gelagert.

Da es sich bei Porenbeton um einen wertvollen und biologischen Baustoff handelt, dessen Wiederverwendung volkswirtschaftlich von großem Interesse ist, sind in letzter Zeit Recycling-Werke errichtet worden. Vorzugsweise wird der Porenbeton gebrochen. Bei diesem Prozeß fällt neben wiederverwertbarem Material, bestehend aus Granulat größer/gleich 1 mm, auch eine Staubfraktion mit Granulatgrößen kleiner 1 mm an. Der Anteil des wiederverwertbaren Materials beträgt ca. 60%, während der Staubanteil 40% beträgt. Versuche den Staubanteil wieder zu verwenden, bei­ spielsweise im Beton oder Spezialmörtel einzumischen, sind fehlgeschlagen. Es hat sich gezeigt, daß sich die Agglomerate der Staubfraktion sehr stark mit Wasser voll­ saugen, so daß ihre Verarbeitung als Zuschlagsstoff für Beton bzw. Spezialmörtel zumindest erschwert oder sogar unmöglich ist. Die übermäßige Wasseraufnahme der Agglomerate und der darüberhinaus erforderliche hohe Wasserbedarf bewirken eine Reduzierung der mechanischen Festigkeit der daraus hergestellten Betonprodukte und Dämm-Mörtel. Es hat auch nicht an Versuchen gefehlt die Wasseraufnahme des Staubes durch Hydrophobieren zu verringern. Bekannte Hydrophobierungsmittel sind Silikone, Stearate und Wachse. Das Hydrophobieren ist teuer und führte nur zu partiellen Verbesserungen der Produkte. Aus all diesen Gründen wird der Porbenbeton- Staub der Körnung kleiner/gleich 1 mm bis heute auf Deponien abgeladen, was eine Umweltbeeinträchtigung bzw. -belastung, Verlust von wertvollem Deponienraum und auch eine Kostenfrage darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die Wasseraufnahme bei den entsprechenden Porenbeton­ staub-Agglomeraten erheblich reduziert ist, so daß sich die erfindungsgemäß behan­ delten Porenbetonfraktionen sehr gut und problemlos als Zuschlagsstoff für hochwer­ tige Dämm-Materialien eignen.

Porenbeton besteht aus 60 bis 70% Quarzsand, 15 bis 18% Portlandzement, 10-20% Brandkalk und 2 bis 5% Gipsgestein. Hauptbestandteile des fertigen Poren­ betons sind nach der chemischen Analyse 70 bis 80% SiO2, 10 bis 25% CaO, 1-4% Al2O3 und 1 bis 3% Fe2O3. Freies CaO ist im Porenbeton nicht mehr ent­ halten, es liegt als Calciumhydrosilicat gebunden vor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gebrochenen Poren­ beton-Agglomerate (vorzugsweise die Fraktion kleiner 1 mm) gebrannt werden, so daß sie bzw. die Oberflächen ihrer Poren verglasen und dadurch geschlossen werden. Die erfindungsgemäß gebrannten Porenbeton-Agglomerate zeigen kein hygroskopi­ sches Verhalten und weisen eine erheblich reduzierte Wasseraufnahmefähigkeit auf, so daß sich weder ein Festigkeitsverlust im Beton oder Dämm-Mörtel einstellt noch die Zumischung zu Beton oder Spezialmörtel beeinträchtigt wird. Ein solchermaßen hergestelltes Dämm-Material weist gute Wärmedämmungseigenschaften und hohe Festigkeiten vor allem eine hohe Druckfestigkeit auf. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren zeigt einen Weg auf, wie Porenbeton Abfall bzw. Bruch zur Herstellung von hochwertigem Dämm-Material wiederverwendbar wird, so daß die bislang hierfür anfallenden Deponiekosten eingespart werden können. Das ist nicht nur unter Kosten­ gesichtspunkten, sondern auch unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes zu sehen.

Das eingesetzte Porenbeton-Material kann aus Produktionsstätten von Porenbeton, aus Baustellenbruch oder aus dem Abriß von Gebäuden kommen. Der Anteil von Porenbeton-Bruch aus Baustellen beträgt in der Bundesrepublik Deutschland jährlich größenordnungsmäßig 80 000 bis 100 000 Kubikmeter. Der Anteil aus dem Abriß von Porenbetongebäuden bzw. der entsprechenden Teile solcher Gebäude liegt in der Bundesrepublik Deutschland jährlich bei ca. 150 000 Kubikmeter. Es ergibt sich also eine erhebliche Gesamtmenge an Porenbeton-Bruch, die bisher mindestens größtenteils kostenintensiv entsorgt, d. h. deponiert werden mußte. Hier schafft die Erfindung in vorteilhafter Weise Abhilfe, wobei durch die erfindungsgemäße Verfah­ rensweise der gesamte anfallende Porenbetonabfall wiederverwendbar, d. h. recycelbar, ist. Frühere Recyclingverfahren konnten nur reine Abfälle aus den Produk­ tionsstätten von Porenbeton verwenden, z. B. zu der Herstellung von Tierstreu. Damit ergibt sich eine bedeutende Umweltentlastung und eine Schonung der Resourcen.

Bei dem erfindungsgemäß als Agglomerat anfallendem Produkt handelt es sich um einen rein anorganischen, mineralischen Werkstoff. Daraus ergibt sich eine weitere bevorzugte Anwendung beim Brandschutz, entweder als Hinterfüllung in Granulatform oder in hydraulisch gebundener Form als Platten- und Blockmaterial. Zusatzstoffe für die hydraulische Bindung sind Zement, Kalk und Gips. Dieses Material ist absolut unbrennbar.

Die gebrochenen Porenbeton-Agglomerate können bei Temperaturen zwischen größenordnungsmäßig 600°C bis 1400°C gebrannt werden. Die Höhe der Brenn­ temperatur bestimmt die Rohdichte des entstehenden Materials. Bei niedrigen Brenn­ temperaturen entsteht ein hochporöser Werkstoff mit niedrigem Volumengewicht. Höhere Brenntemperaturen erzeugen ein sehr kompaktes Granulat mit hoher Druck­ festigkeit. Durch die Einstellung der Brenntemperatur können die Eigenschaften des Materials an den vorgesehenen Anwendungszweck angepaßt werden.

Weiterhin ist die einzuhaltende Brenntemperatur insbesondere von der Zusammen­ setzung des Ausgangsproduktes abhangig. Beim Brennen kommt es insbesondere zu einem Verglasen der im Ausgangsmaterial vorliegenden Calciumsilicate, wobei sich eine dichte, wasserundurchlässige Glasschicht um die einzelnen Porenbeton­ teilchen bildet. Diese Verglasung ist nicht nur oberflächlich vorhanden, sondern sie tritt auch an den Porenoberflächen des Granulates auf.

Zur Reduzierung der Brenntemperatur beim Verglasen des Porenbeton-Agglomerats können diesem niedrigsinternde Additive zugegeben werden. Bei diesen Additiven handelt es sich um die an sich bekannten Glasbilder, z. B. um Alkasilicate, Borate und Phosphate oder dergleichen oder um Gemische derselben. Durch den Einsatz der genannten Additive ist eine Energieeinsparung beim Brennprozeß möglich.

Als zweckmäßig hat sich gezeigt wenn dem Porenbeton-Bruch 0.1 bis 5% Additive zugegeben werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Porenbeton-Bruch von kleiner/gleich 1 mm verwendet werden. Dieser Porenbeton-Staub kann direkt gebrannt werden, um eine Verglasung zu bewirken. Erfindungsgemäß ist es natürlich auch mög­ lich Bruch mit höheren Körnungen zu brennen.

Bei der Durchführung des Verfahrens kann es zweckmäßig sein, den ggf. mit Additiven gemischten Porenbeton-Bruch zur Erzielung eines gröberen Granulats zu pelletieren. Die Pelletierung kann nach den an sich bekannten Verfahren wie Sprüh­ trocknung, Wirbelschichtgranulation und Aufbaugranulation mittels Pelletierteller, mittels Siebkneter oder mittels Siebkollergang und dergleichen durchgeführt werden. Zur Pelletierung können auch Pressen der unterschiedlichsten Bauformen und Extruder verwendet werden. Dadurch ist es möglich, feinkörnigen Porenbeton-Bruch in grobes Granulat bzw. in größere Pellets zu überführen. Diese gröbere Körnung kann sich als Vorteil beim Brand auswirken, da die Rieselfähigkeit höher ist. Gröbere Körnungen bis 20 mm und mehr bieten auch bei bestimmten Anwendungen Vorteile.

Ein weiterer Vorteil der gebrannten Pellets ist, daß sie - wenn nötig - wieder gebro­ chen und anschließend klassiert werden. Damit ist es möglich, gewünschte Kornfrak­ tionen anwendungsgerecht einzustellen oder durch nachträgliches Mischen definierte Korngrößenverteilungen zu erhalten.

Das erfindungsgemaße Brennen des Porenbeton Bruchs erfolgt in einem geeigneten Ofen entweder als Schüttgut oder im Wirbelstrom. Bei den zur Anwendung gelangen­ den Öfen kann es sich um Drehrohröfen, Schachtöfen, Wirbelschicht- oder Wirbel­ stromöfen und dergleichen handeln. Das Brennen erfolgt je nach dem zur Anwendung gelangenden Ofen kontinuierlich oder diskontinuierlich, d. h. periodisch.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes insbesondere aus Porenbeton- Bruch für ein hochwertiges Dämm-Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenbeton-Bruch gebrannt wird, so daß die Bruchstücke bzw. ihre Poren verglasen bzw. verschlossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruch bei einer Temperatur von größenordnungsmäßig 600°C bis größen­ ordnungsmäßig 1400°C gebrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Porenbeton-Bruch zur Reduzierung der Brenntemperatur Additive zugege­ ben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Porenbeton-Bruch 0,1 bis 5 Gew-% Additive zugegeben werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Porenbeton-Bruch mit einer Korngröße von kleiner/gleich 1 mm verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Porenbeton-Bruch von kleiner/gleich 1 mm Korngröße direkt gebrannt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Porenbeton-Bruch mit einer Körnung von größer 1 mm verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ggf. mit Additiven gemischte Porenbeton-Bruch zur Erzielung einer relativ groben Körnung pelletiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrannten Pellets gebrochen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die gebrannten und gebrochenen Pellets klassiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10 dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Klassieren vorliegender Kornfraktionen zur Erreichung einer definierten Kornverteilung wieder gemischt werden.