DE4433795A1 - Verbundwerkstoff unter Verwendung von Bildröhrenglas - Google Patents

Description

Beton ist das am meisten eingesetzte Material in der Bauwirtschaft. In einer sehr weitgefaßten Definition besteht Beton aus Wasser, Bindemittel und Zuschlags­ stoffen. Die Zuschlagsstoffe tragen normalerweise wenig zu den Produkteigen­ schaften des Betons bei.

In letzter Zeit steht ein neuartiges Zuschlagsmaterial zur Verfügung, das in nahezu idealer Weise den Forderungen nach chemischer Resistenz, nach elek­ trischer Isolationsfähigkeit und nach der Mischung aus grober und sehr feiner Körnung entspricht. Es handelt sich um behandeltes Glas aus Alt- oder Aus­ schußbildröhren, die im Zuge der Kreislaufwirtschaft einer sinnvollen Verwer­ tung zugeführt werden müssen.

Allerdings ist es nicht ohne weiteres möglich, Glas als Zuschlagsstoff in Beton einzusetzen, da das Material vom alkalischen Milieu des Zements angegriffen wird.

Unser erfindungsgemäßer Verbundstoff verwendet daher als Bindemittelmatrix ein nichtalkalisches oder stark alkalireduziertes Material. Unsere Erfindung schlägt dabei die Verwendung von Bildröhrenglas aus dem Recyclingverfahren z. B. in Polymerbeton oder in Beton aus Sulfathüttenzement nach DIN 4210 (Juli 1959) vor.

Seit Jahren ist die Herstellung verschiedenster Polymerbetone bekannt. Diese Materialien wurden entwickelt, da sich normaler Beton für Belastungen durch aggressive Stoffe wie Säuren oder Laugen als nicht resistent genug erwies. Reine Kunststoffmaterialien, wie sie teilweise für die Herstellung von Kunststoff­ rohren verwendet werden, sind für großvolumige und massenmäßig anspruch­ volle Einsätze zu teuer oder gar von ihren mechanischen Eigenschaften her un­ geeignet. Die Herstellung der Polymerbetone bietet da den Ausweg, sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Stoffe mit den wirtschaftlichen Vorteilen des Betons zu verbinden. Polymerbeton ist ein Gemisch aus Zuschlagsstoffen und einem Bindemittel, das aus einem polymerisierenden Material mit oder ohne Zementanteil besteht.

Eine besonders geeignete Polymerbetonmasse, bekannt aus der DE 38 22 203, setzt sich im wesentlichen aus einer wasserfreien Aufschlämmung von einem inerten anorganischen Einzelmaterial oder einem körnigen Zuschlagsstoff oder einem Gemisch von Aggregaten mit verschiedener Teilchengröße, aus 10 bis 40 Gewichtsprozent einer Polymerzubereitung und aus Bindemitteln und Kataly­ satoren zusammen.

Bei der Herstellung kommen, um die Eigenschaften des Polymerbetons zu op­ timieren, verschiedene Polymerzubereitungen oder Kunstharze zum Einsatz. Als Zuschlagsstoffe werden in allen Fällen die auch bei der Herstellung von ge­ wöhnlichem Beton gebräuchlichen Aggregate eingesetzt. So ist z. B. für die Her­ stellung von Polymerbeton aus der DE 28 44 740 bekannt, daß man ein Kon­ glomerat aus Steinsplitt, Kies, Geröll, Glasofenschlacke oder -aschen, Keramik­ stoffe, Sand usw. einsetzt. Der Bereich der Teilchengrößen sollte dabei einen weiten Bereich abdecken, damit der durch den Bindemittelanteil des Betons aufzufüllenden Volumenanteil so gering wie möglich ist.

Aus der DE 26 28 718 ist bekannt, daß man ein Material von großer Dichte und Druckfestigkeit erhält, wenn man grobkörnige und sehr feinkörnige Zuschlags­ stoffe gemischt in den Polymerbeton einbringt.

Mit dem Verfahren zum Bildröhrenrecycling nach der DE 39 01 842 und DE 40 03 497 erhält man gereinigten Glasbruch mit einem Anteil an groben Glasstücken und einem Anteil an feinstem Glasgries. Das Glas aus den Bildröh­ ren ist stark bleihaltig. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, über den Zuschlags­ stoff Bildröhrenglas dem Verbundwerkstoff, z. B.: Polymerbeton zusätzliche Strahlenschutzeigenschaften zu geben. Bei einer durchschnittlichen Dotie­ rungsstärke des Glases mit 10% Bleioxyd und einer Betonmischung mit 100% Zuschlagsstoff Glas hat ein etwa 5 cm starker Verbundwerkstoff die abschirmende Wirkung von 0,5 cm dickem Bleiblech.

Der beim Recycling entstehende Glasbruch weist durch die Art seiner Reinigung keine scharfen Kanten mehr auf. Dadurch wird der Volumenanteil des Bindemit­ tels am Beton verringert, und somit Kosten eingespart.

In manchen Fällen kann es dagegen sinnvoll sein, nur einen Teil des Zu­ schlagsstoffes durch Material aus dem Bildröhrenrecycling zur ersetzen. Um die Scherfestigkeit des Materials zu erhöhen, ist es besser, einen gewissen Anteil an scharfkantigen Zuschlagsstoffen, die stärker miteinander verzahnen, zu ver­ wenden. Dazu kann man zu einen z. B. Kiese verwenden, aber auch den gerei­ nigten Glasbruch zermahlen, um so scharfkantige Körnungen zu erhalten.

Als alternative Matrix wäre ein Beton unter Verwendung des Sulfathütten­ zements denkbar, der nahezu alkalifreies, physikalisch gebundenes Wasser (Porenwasser) aufweist und somit das Glas nicht angreift.

Das erfindungsgemäße Verbundmaterial kann für die Herstellung von Rohren und Leitungen eingesetzt werden, die dem Transport aggressiver Flüssigkeiten dienen. In Einzelfällen könnte auch die Herstellung von Transportkörper für schwach strahlende Stoffe mit dem Verbundmaterial mit Glaszuschlag erfolgen.

Auch für Einsatzorte, an denen hohe elektrische Isolationsfähigkeit oder ein guter Wärmedämmwert gefordert wird, ist der Beton denkbar.

Eine gute Verwendung ist in den strahlungsrelevanten Bereichen von Arztpraxen oder Kliniken möglich. Der Verbundwerkstoff ist in idealer Weise geeignet, zu Bausteinen mit Nut- und Federausbildung verarbeitet zu werden. Mit solchen Bausteinen können dann fugenfreie Strahlschutzwände erstellt werden.

Claims (5)

1. Verbundwerkstoff aus mehreren Komponenten, gekennzeichnet dadurch, daß der anorganische Zuschlagsstoff aus vorbehandeltem Bildröhrenglas aus dem Bildröhrenrecycling besteht und ohne weitere Nachbehandlung als Mischung aus grob- und feinkörnigen Anteilen der mit Glas verträglichen Matrix zugesetzt wird.

2. Verbundwerkstoff aus mehreren Komponenten, gekennzeichnet dadurch, daß der anorganische Zuschlagsstoff aus Bildröhrenglas besteht, das auf die gewünschte Korngröße gebracht wird und der mit Glas verträglichen Matrix zugesetzt wird.

3. Verbundwerkstoff nach dem Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein prozentualer Anteil von bis zu 100% des Zuschlagsstoffes aus Bildröh­ renglas aus dem Bildröhrenrecycling besteht.

4. Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die mit dem Glas verträgliche Matrix aus polymerhaltigem Beton besteht.

5. Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die mit dem Glas verträgliche Matrix unter Verwendung von Sulfathütten­ zement hergestellt wird.