DE4433795C2

DE4433795C2 - Verbundwerkstoff unter Verwendung von Bildröhrenglas

Info

Publication number: DE4433795C2
Application number: DE19944433795
Authority: DE
Inventors: Eberhard Glaeser; Stefan Maier
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: DE4433795A1

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 na hezu idealer Weise den Forderungen nach chemischer Resistenz, nach elektri scher 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 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 anspruchs 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 von den Beschichtungen gereinigten Glasbruch mit einem Anteil an groben Glasstücken bis zu ca. 5 Zentimetern Durchmesser und einem Anteil an feinstem Glasgries. Das Glas aus den Bildröhren ist stark bleihaltig.

Da Blei radioaktive Strahlung stark absorbiert, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mit Hilfe des Zuschlagsstoffes Bildröhrenglasbruch, wie er bei Recycling-Verfahren nach der DE 39 01 842 und DE 40 03 497 anfällt, in Verbindung mit einer für Glas nichtaggressiven Matrix aus Polymerbeton oder Sulfathüttenzement nach DIN 4210 einen neuen strahlenabsorbierenden Verbundwerkstoff zu bilden.

Bei einer durchschnittlichen Dotierungsstärke des Glasbruches mit 10% Bleioxyd und einer Betonmischung mit 100% Zuschlagsstoff Glas hat dabei eine etwa 5 cm starke Schicht dieses neuartigen Verbundwerkstoffes die abschirmende Wirkung von 0,5 cm dickem Bleiblech. Vorteilhaft bei Glasbruch, wie er beim Recycling gemäß DE 39 01 842 und DE 40 03 497 anfällt, wirkt sich dabei aus, daß er durch die Art seiner Reinigung keine scharfen Kanten mehr aufweist. Dadurch wird der Volumenanteil des Bindemittels 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 zu Polymerbeton wird Sulfathüttenzement nach DIN 4210 vorgeschlagen, 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 Transportkörpern 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 strahlungsrelvanten 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.

Ausführungsbeispiele

1. 70,0 Kilogramm Sulfathüttenzement SHZ DIN 4210, 54,1 Kilogramm Sand der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 87,2 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 2 bis 8 Millimeter, 17,5 Kilogramm Wasser.
2. 70,0 Kilogramm Sulfathüttenzement SHZ DIN 4210, 87,2 Kilogramm Sand der Körnung 2 bis 8 Millimeter, 54,0 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 18,0 Kilogramm Wasser.
3. 54,2 Kilogramm Sand der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 87,4 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 2 bis 8 Millimeter, 21,7 Kilogramm polymeres Bindemittel gemäß folgender Zusammensetzung:
50% der Komponente B aus der DE 38 22 203,
30% der Komponente Ia aus der DE 38 22 203,
20% der Komponente Ib aus der DE 38 22 203 (siehe die weiter unten aufgeführten Formeln), 0,83 Kilogramm Benzoylperoxid, 0,83 Kilogramm Kobaltnaphtenat, 0,83 Kilogramm 4-Dimethylaminobenzaldehyd.
4. 54,6 Kilogramm Sand der Körnung 2 bis 8 Millimeter, 87,3 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 21,7 Kilogramm polymeres Bindemittel wie in Beispiel 3, 0,83 Kilogramm Benzoylperoxid, 0,83 Kilogramm Kobaltnaphtenat, 0,83 Kilogramm 4-Dimethylaminobenzaldehyd.
5. 71,0 Kilogramm Montafirm (stark sulfathüttensandhaltig), 54,3 Kilogramm Sand der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 87,7 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 2 bis 8 Millimeter, 18,0 Kilogramm Wasser.
6. 71,0 Kilogramm Montafirm (stark sulfathüttensandhaltig), 87,7 Kilogramm Sand der Körnung 2 bis 8 Millimeter, 54,3 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 18,5 Kilogramm Wasser.
7. 70,0 Kilogramm Sulfathüttenzement SHZ DIN 4210, 54,0 Kilogramm Sand der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 87,4 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 0 bis 50 Millimeter, 17,0 Kilogramm Wasser.
8. 21,7 Kilogramm polymeres Bindemittel wie in Beispiel 3, 0,83 Kilogramm Benzoylperoxid, 0,83 Kilogramm Kobaltnaphtenat, 0,83 Kilogramm 4-Dimethylaminobenzaldehyd, 54,1 Kilogramm Sand der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 87,2 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 0 bis 50 Millimeter.
9. 70,8 Kilogramm Montafirm (stark sulfathüttensandhaltig), 87,5 Kilogramm Sand der Körnung 0 bis 2 Millimeter, 54,6 Kilogramm Bildröhrenrecycling-Glas nach DE 40 03 497 der Körnung 0 bis 50 Millimeter, 17,9 Kilogramm Wasser.

Claims

1. Radioaktive Strahlung abschirmender Verbundwerkstoff enthaltend einen Zuschlagstoff aus von Beschichtungen gereinigtem Glasbruch des Bildröhrenrecyclings und eine Bindemittelmatrix aus Polymerbeton oder Sulfathüttenzement nach DIN 4210.

2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Glasbruchstücke keine scharfen Kanten aufweisen.

3. Verbundwerkstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Teilchengrößen einen weiten Bereich abdeckt, von feinstem Glasgrieß bis zu groben Glasstücken, damit der durch den Bindemittelanteil des Betons aufzufüllende Volumenanteil so gering wie möglich ist.