DE4428200C2 - Luft- und feuchtigkeitsundurchlässiges Gebinde und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Luft- und feuchtigkeitsundurchlässiges Gebinde und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein luft- und feuchtigkeitsundurchlässi
ges Gebinde sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Durch die insbesondere in Europa eingeführten Müllverordnungen
werden Produkte aus geschäumtem Polystyrol bzw. EPS (= mit
Treibgas expandiertes Polystyrol) durch Mülltrennung sortenrein
gesammelt. Jedoch sind Verunreinigungen bedingt durch zum Bei
spiel Staub oder Papieretiketten hierbei kaum zu verhindern, so
daß ein direktes Recycling von üblichen Polystyrolverpackungen
oder Einschmelzen und Wiederverwenden von Polystyrol-Spritzguß
material nur bedingt möglich ist.
In der Praxis hat sich aus diesem Grund die Wiederverwertung des
durch Mülltrennung gesammelten zu sogenannten Flocken zerklei
nerten geschäumten Polystyrols als Zuschlagstoff für Leichtbeton
durchgesetzt und als hochwertig und prinzipiell problemlos
durchführbar erwiesen, da leichte Verunreinigungen, wie Staub
und Papieretiketten usw., keine Mängel verursachen. Flocken sind
Granulate, die aufgrund der Zerkleinerung unregelmäßige, eckige
bzw. kantige Raumformen im Vergleich zu den gerundeten, kugel
förmigen Raumformen von Neumaterial aus geschäumtem Polystyrol
granulat aufweisen.
Die geschäumten Polystyrolflocken werden beim Mischen von
Leichtbeton als Zuschlagstoff in bestimmtem Verhältnis zu Zement
und Wasser zugegeben. Um einen Polystyrol-Leichtbeton mit homo
gener Qualität herzustellen, werden während des Mischens Additi
ve, zum Beispiel Luftporenbildner, insbesondere Tenside, bei
gegeben, die eine Luftporenbildung im Zementleim bewirken, so
daß die Mischbarkeit der Polystyrolflocken erleichtert und ein
Aufschwimmen der Polystyrolschaumflocken im Mischgut verhindert
wird.
Diese Additive werden in flüssiger Form während des Mischvor
gangs des Betons zugegeben.
Die Bauvorschriften, insbesondere die deutschen Bauvorschriften,
schreiben nach DIN 4102 vor, daß alle Baustoffe, die auf Bau
stellen gelagert werden, zumindest der Brandklasse B2 (normale
Entflammbarkeit) entsprechen müssen.
Die gemahlenen Polystyrolschaumflocken aus dem gesammelten Mate
rial sind jedoch leicht entflammbar und dürfen daher nicht auf
Baustellen gelagert werden. Auf die Qualität des vor allem aus
Verpackungsaltmaterial gesammelten Polystyrols hat man keinen
Einfluß, da die unterschiedlichsten Polystyrolsorten vermengt
werden, so daß das gesammelte Produkt in der Regel immer leicht
entflammbar ist.
Es gibt zwar schwer entflammbare geschäumte Polystyrolgranulate,
die als Neumaterial direkt von den Herstellern geliefert werden
und mit bromhaltigen Substanzen versetzt sind, die die Flammbar
keit des Polystyrols vermindern. Bromhaltiges Material ist gif
tig und teuer, weshalb sein Einsatz vermieden werden sollte. Die
Granulate in Kugelform weisen grundsätzlich eine bessere Misch
barkeit als Flocken auf.
Aus der EP-A-0 060 950 ist ein Verfahren zur Herstellung von
Leichtbeton bekannt, bei welchem expandierte Polystyrolkügelchen
in ein Aggregat aus Zement, Sand und Wasser einverleibt werden,
wobei die expandierten Polystyrolkügelchen mit einer wäßrigen
oberflächenaktiven Lösung beschichtet werden und die nassen
Kügelchen mit trockenem Zement beschichtet werden und anschlie
ßend die mit Zement beschichteten Kügelchen mit weiterem Zement,
Wasser und Sand zur Vervollständigung der Betonmischung gemischt
werden.
Aus Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie Band 15, 1978
sind Flammschutzmittel für Kunststoffe bekannt, die aus speziel
len anorganischen Verbindungen, halogenierten organischen Ver
bindungen, phosphorhaltigen organischen Verbindungen und haloge
nierten organischen Phosphor-Verbindungen ausgewählt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mittel anzugeben,
mit welchem ein Polystyrolgranulat ohne
weitere Schutzmaßnahmen auf Baustellen lagerfähig ist.
Diese Aufgabe wird durch ein luft- und feuchtigkeitsundurchläs
siges Gebinde nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach An
spruch 16 gelöst.
Das im erfindungsgemäßen Gebinde verwendete Polystyrolgranulat
ist ohne Zugabe von bromhaltigen Flammschutzmitteln schwer ent
flammbar, so daß es den Brandklassen B1 und B2 nach DIN 4102
entspricht und somit der Verwendung als Zuschlagstoff für Poly
styrol-Leichtbeton nichts im Wege steht, da das erfindungsgemäße
Gebinde, welches das schwer entflammbare Polystyrol enthält,
ohne weitere Sicherheitsvorkehrungen, wie z. B. der Verwendung
eines Metallbehälters, auf einer Baustelle gelagert werden kann.
Die Herstellung des Gebindes ist einfach und kostengünstig.
Es stellte sich überraschenderweise heraus, daß durch separates
Mischen eines Polystyrolgranulats mit einem in Wasser gelöstem
Tensid ein schwer entflammbares Polystyrolgranulat erzeugt wird.
Auch nach einer Lagerung von einem halben Jahr ließ sich keine
Veränderung an der flammhemmenden Eigenschaft feststellen.
Diese Wirkung versucht man dadurch zu erklären, daß das Tensid
einen Überzug über die einzelnen Granulatkörner des Polystyrol
granulats bildet, der die Zufuhr von Sauerstoff an das Polysty
rol unterbindet bzw. erschwert. Es wurde festgestellt, daß das
im erfindungsgemäßen Gebinde verwendete Polystyrolgranulat sich
nicht mit einer offenen Flamme eines Schweißbrenners oder einer
Lötlampe entzünden läßt, so daß die Bauvorschriften mehr als
erfüllt sind.
Der Mischvorgang kann in einem üblichen Schneckenmischer mit
Förderschnecke, die beispielsweise vier Meter lang ist, erfol
gen. Der Förderschnecke ist ein Trichter mit einer sogenannten
Impfeinrichtung vorgeschaltet, über die die Tensidlösung mit
einer Pumpe zugeführt wird. Am Ende der Förderschnecke befindet
sich eine Absackeinrichtung, mit der das gemischte Produkt in
Säcken luftdicht verpackt wird. Eine typische Zugabemenge der
Tensidlösung beträgt etwa 10 Liter pro 1 m³ Polystyrolgranulat.
Das Mischen des Polystyrolgranulats mit der Tensidlösung vorab
und das Vorhalten in Gebinden hat den Vorteil, daß auf der Bau
stelle beim Mischen des Leichtbetons keine Dosierung des Tensids
mehr notwendig ist.
Das unbehandelte Polystyrolgranulat kann aus Polystyrolschaum
flocken, die durch Mahlen aus gesammeltem und zerkleinertem
Polystyrolmaterialabfallprodukten gewonnen werden, oder aus
frisch geschäumten Perlen (Neumaterial) bestehen, die im wesent
lichen kugelförmig sind.
Als Tenside werden vorzugsweise anionische Tenside verwendet,
insbesondere ein Alkylarylsulfonat, wie zum Beispiel Natrium-
Alkyl-(C10-C13)-benzolsulfonat. Es kann jedoch auch ein kationi
sches Tensid oder ein nichtionisches oder ein amphiphiles oder
ein amphoteres Tensid verwendet werden.
Natrium-Alkyl-(C10-C13)-benzolsulfonat ist bereits als Additiv
für Polystyrol-Leichtbeton verwendet worden, wobei es bisher
aber erst beim Anmischen des Betons der Mischung zugesetzt wur
de. Üblicherweise bewirkt dieses Additiv neben der
verbesserten Verarbeitbarkeit des Polystyrol-Leichtbetons eine
bessere Wärmeisolierung, geringere Dichte, höhere Frost- und
Tausalzbeständigkeit. Der Polystyrol-Leichtbeton ist zudem gut
pumpbar.
Vorzugsweise wird ferner bei der Herstellung des schwer ent
flammbaren Polystyrolgranulats ein Haltbarkeitsmittel, wie zum
Beispiel Formaldehyd, beigemischt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
Farbstoff dem Wasser oder dem Tensid oder der Tensidlösung bei
gemischt, so daß beim Mischvorgang mit dem Polystyrolgranulat
eine gleichmäßige Verteilung der Lösung auf den Körnern des
Polystyrolgranulats durch eine einfache optische Inaugenschein
nahme der Einfärbung überwacht werden kann. Diese Art der Quali
tätskontrolle erlaubt die einfache und kostengünstige Herstel
lung großer Mengen schwer entflammbaren Polystyrolgranulats mit
gleichbleibend guter homogener Qualität. Dies hat zur Folge,
daß nahezu jedes Korn des Polystyrolgranulats mit einer durch
den Farbauftrag kontrollierten, definierten Menge des Wirkstoffs
benetzt ist, so daß beim Mischen des Betons eine optimale Po
renbildung und Vermischung gewährleistet werden kann.
Das schwer entflammbare Polystyrolgranulat im erfindungsgemäßen luft- und feuchtigkeitsdurchlässige Gebinde wird vorzugsweise als
Zuschlagstoff für Polystyrol-Leichtbeton verwendet, wobei es auf
Baustellen ohne besondere Schutzvorkehrungen
gelagert werden kann. Es kann
jedoch auch als schwer entflammbares Dämmaterial verwendet wer
den, wobei es beispielsweise als Schüttgut in den zu dämmenden
Bereich geschüttet wird.
Das Polystyrolgranulat kann zudem zur Herstel
lung schwer entflammbarer Polystyrolformkörper verwendet werden,
wobei die Formkörper aus dem schwer entflammbaren Polystyrol
granulat durch eine geeignete, an sich bekannte Verbindungsreak
tion (zum Beispiel durch Verschweißung oder Sinterung) ausge
formt werden.
Für die Intensität der Wirkung der Tenside gibt es kein einheit
liches Maß, weshalb diesbezüglich keine konkreten Werte angege
ben werden können. Es obliegt dem Fachmann, die Wirkung eines
Tensids so auszuwählen, daß eine gezielte Hemmung des Entflam
mens eintritt.
Beispiele der Herstellung des erfindungsgemäßen Polystyrolgranu
lats werden nachfolgend beschrieben.
Als Ausgangsmaterial werden durch Mahlen aus gesammeltem Poly
styrolabfallmaterial gewonnene Polystyrolschaumflocken mit einer
Lösung gemischt, die folgende Zusammensetzung aufweist:
- - 2,6 Gew. -% Natrium-Alkyl(C10-C13 )-benzolsulfonat, (CAS-Nr. 68411-30-3),
- - 97,4 Gew.-% Wasser,
- - 0,1 Gew.-% Formaldehyd 24-prozentig
- - 0,04 Gew.-% Farbstoff (Luconyl-Rot 3855).
1 m³ des Polystyrolgranulats wird mit 10 Liter dieser Lösung in
einem Schneckenmischer gemischt. Das feuchte Gemisch wird luft
dicht abgesackt und in feuchtem Zustand vorgehalten.
Es wird wie im Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch das Ausgangs
material aus Neumaterial aus frisch geschäumten Polystyrolperlen
besteht.
Sowohl das Polystyrolgranulat nach Beispiel 1 als auch das nach
Beispiel 2 konnten mit einer offenen Flamme nicht entzündet
werden. Die aufzunehmende Mischenergie zur Herstellung von fri
schem Leichtbeton, insbesondere bei Verwendung von Flocken war
geringer. Zudem konnte festgestellt werden, daß mit geringeren
Zusatzmengen an Tensidlösung gleiche Verarbeitbarkeiten und
Pumpfähigkeiten des Leichtbetons erzielt werden könnten im Ver
gleich zu üblicherweise hergestelltem frischen Leichtbeton.
Woraus diese günstigen Wirkungen, insbesondere bei der Verwen
dung von Flocken resultieren, ist ebenfalls noch nicht be
kannt.
Claims (18)
1. Luft- und feuchtigkeitsundurchlässiges Gebinde,
gefüllt mit einem Wasser-Tensid-Lösung umhüllten
Polystyrolgranulat.
2. Gebinde nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid-Wasser-Verhältnis der Umhüllung
1 : 5 bis 1 : 10 beträgt und die Lösung in Mengen
von 8 bis 12 l/m³ Granulat aufweist.
3. Gebinde nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid-Wasser-Verhältnis 1 : 7 bis
1 : 9 beträgt und die Lösung in Mengen von 9
bis 11 l/m³ Granulat aufweist.
4. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid ein anionisches Tensid ist.
5. Gebinde nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid ein Alkylarylsulfonat ist.
6. Gebinde nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid Natrium-Alkyl-(C10-C13)-
benzolsulfonat ist.
7. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid ein kationisches Tensid ist.
8. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid ein nichtionogenes oder ein
amphophiles oder ein amphoteres Tensid ist.
9. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung einen Farbstoff aufweist.
10. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Haltbarkeitsmittel für das Tensid
beigemischt ist.
11. Gebinde nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Haltbarkeitsmittel Formaldehyd ist.
12. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polystyrolgranulat aus Polystyrolab
fallmaterial in Form von zerkleinerten Poly
styrolschaumflocken besteht.
13. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polystyrolgranulat aus frisch ge
schäumten Perlen besteht.
14. Gebinde nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polystyrolgranulat eine Korngröße von
< 0 bis 15 mm hat.
15. Gebinde nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Korngröße < 0 bis 10 mm beträgt.
16. Verfahren zur Herstellung eines Gebindes, gefüllt
mit einem feuchten, schwer entflammbaren Polystyrol
granulat, nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei
Polystyrolgranulat mit in Wasser gelöstem Tensid
durch Mischen in einem Schneckenmischer umhüllt wird,
indem eine Lösung mit einem Tensid-Wasser-Verhältnis
von 1 : 5 bis. 1 : 10 verwendet wird, und anschließend
das umhüllte Granulat in feuchtem Zustand luft- und
feuchtigkeitsdicht abgepackt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lösung mit einem Verhältnis von 1 : 7 bis
1 : 9 verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lösung verwendet wird, die einen Farbstoff
beigemischt enthält und anhand der Kontrolle der In
tensität der Einfärbung des Polystyrolgranulats eine
gleichmäßige Verteilung der Tensidlösung sowie die
Lösungsmenge auf der Oberfläche des Polystyrolgranu
lats überwacht werden.
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