DE499304C - Verfahren zur Herstellung von Kunststeinen und steinartigen Erzeugnissen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Kunststeinen und steinartigen Erzeugnissen Zur Herstellung von Kunststeinen, Mörtel. Beton und ähnlichen Baustoffen werden Stoffe verc-"endet, die an sich keine oder eine nur unbedeutende Bindekraft besitzen, die aber nach der Erfindung bindefähig (erhärtungsfähig) gemacht werden. Zu diesen Stoffen, die der Hauptsache nach aus Ball;, Kieselsäure und Tonerde bestehen, gehören die Aschen (Rost- und Flugaschen) und die Schlacken der brennbaren Stoffe, wie Holz, Torf, Kohlen, Koks, 1\1ü11, Brandschiefer u. a., die Schlacken des 1?isenhüttenwesens, wie wassergekörnter oder luftgekörnter Schlackensand, Stückschlacken, Hüttenmehl, Flammenofenschlacken u. a., mansche Schlacken des Metallhüttenwesens und schließlich manche vulkanische Schlichen und Gesteine.
• Die Umwandlung der genannten Stoffe in bindefähige Klassen erfolgt dadurch, claß sie nur mäßig feucht mit großer Gewalt ge= quetscht und durchgeknetet werd@ii. Durch (las hineintragen solcher Energie b,i einem. gleichzeitigen geringen Feuchtigkeitsgehalt wird die Klasse chemisch gereizt und ihre Bindefähigke=it (Erhärtungsfähigkeiti geweckt. Es ist daher berechtigt, die genannten Stoffe » N Ve(-1,bindesto#*ie<# und die aus ihnen aufbereitete Masse >,@Vecl;bindemas-e:; zu nennen. Die Atitbereitunr-- erfolgt zweckmäßig in.
• Koller gängen, -welche die Masse mit großer Gewalt quetschen Lind durchkneten. Besonders geeignet sind dsizu schwere Kollergänge. Der geringe Feuchtigkeitsgrad der aufzubereitenden Masse ist von besonderer Wichtigkeit, und zwar aus drei Gründen. Ein Mehr an Wasser als zur Vermittlung der chemischen Umsetzungen notwendig ist, wirkt als wärmebindender Ballast und als Schmiermittel, so daß die für die chemische Reizung erwünschte starke Reibung in der Masse vermindet wird, und endlich entstellt bei größerer Feuchtigkeit eine flüssige 14fasse, die unter dem Läufern des Kollerganges ausweicht, wodurch die für die chemische Reizung besonders wertvolle (; uetscli- und Knetwirkung kaum zur Geltung kommt.
• Beim. Kollern werden die yIassen naturoetnäß auch -zerkleinert. Doch. spielt dieses. Zerkleinern, welches im Hinblick auf diel geringe Dauer der Aufbereitung unbedeutend ist, eine unniil'>lebliche Rolle. Das 7_erl;leinern ist lediglich eine nicht uner,wüiiscllte-4 Begleiterscheinung. Auch der Feiiiheitsgrad der Weckbindestofie ist für die Aufbereitung von nebensächlicher Bedeutung. Maßgebend ist nur die Knetbarkeit, für welche ein grobkörniger Zustand mit etwas feinerem Korn genügt. Die stürkigen Weckbindestoffe brauchen daher nur -rob zerkleinert zu werden. Durch den körnh@en Zustand wird die Reiiii der Masse erhöht mid damit die chemisrhc Reizwirkung gesteigert. Die Tätsaclic, (1a1) infolge der kurzen Aufbereitungsdauer hei @`erwenaun,@ grcililcö rnigc-r Stoffe die Weckbindemasse noch mit groben Stücken durchsetzt ist, hat sich nicht als nachteilig erwiesen.
• Die durch die chemische Reizung bewirkten chemischen Umsetzungen verleihen der Aufbereitung besondere Merkmale, die mehr oder weniger deutlich in Erscheinung treten. Zunächst wird die Masse durch Schwitzen feuchter und dadurch dunkler. Dann zeugt die Masse eine zunehmende Erwärmung, die sich trotz der starken Wärmeabsaugung namentlich durch die Eisenteile des Kollerganges bei manchen Braunkohlenaschen und Hochofenschlacken bis zur Siedehitze steigert, so daß Dampfwolken aufsteigen. In manchen Fällen kommt eine solche Wärmesteigerung erst bei der fertigen Weckbindemasse nach einigen Stunden zum Ausbruch. Eine weitere Folgeerscheinung der chemischen Umsetzungen besteht in dem Entweichen von Gasen, wie Schwefelwasserstoff, Ammoniak und anderen, was durch den Geruch deutlich bemerkbar wird. Schließlich wird die ursprünglich zusammenhanglose Mässe klebend, was sich durch Zusammenbacken, insbesondere durch Bildung immer fester werdender Schollen unter den Läufern äußert.
• Die Dauer der Aufbereitung ist nach Art der Weckbindestofte und des verwendeten Kollerganges naturgemäß verschieden. Sie beträgt bei: schweren schnellaufenden Kollergängen bei Verwendung hochwertiger Weckbindestofe i bis q. Minuten, bei Verwendung geringerwertiger Weckbindestoffe entsprechend mehr. Bei einem Gemenge verschiedenartiger Weckbindestoife kommen entsprechende Mittelwerte in Frage. Erfolgt die Aufbereitung nicht satzweise, sondern stetig, so sind die angeführten Zeiten für das durchschnittliche Verweilen der Masse itn Kollergang maßgebend. Einlängeres Kollern der Masse über die erforderliche Aufbereitungszeit hinaus steigert die Güte der Weckbindemasse bis zu einer gewissen Grenze.
• Die fertig aufbereitete Weckbindemasse, die sich ballen läßt, Brei- oder teigartig und manchmal auch sehr bildsam ist, bindet iln Ruhestand in einigen Minuten, (z. B. manche Braunkohlenaschen), einigen Stunden Kodexe einigen Tagen ab und zeigt eine erst schnell und dann langsam fortschreitende Verfesitigung. Es kann daher die Weekbindemasse unmittelbar zur Herstellung steinartiger Erzeugnisse verwendet werden.
• Behufs Streckung oder Erzielung bestimmter Eigenschaften können der Weckbindemasse vor, während oder nach der Aufbereitung Füllstoffe zugegeben werden, wie z. B. Kies, Sand, Schlackensand, Binzssand, 'Säge- späne, Torfmull u. a.
• Die aus reiner oder mit Füllstoffen versetzter Weckbindemasse ohne oder mit Druck hergestellten steinartigen Erzeugnisse können in gewöhnlicher Luft, in gespanntem Dampf und Kohlensäure verschiedener Spannungund Wärme gehärtet werden.
• -Die Art und Beschaffenheit der Weckbindestoffe und ihr Verhalten bei der Aufbereitung ist ,ebenso verschieden wie die aus der Weckbindeznasse hergestellten Erzeugnisse. Die chemische Analyse, insbesondere das Verhältins der drei Grundstoffe, gibt da wertvolle Fingerzeige. Es kommt aber auch den Nebenstoffen, insbesondere dem Schwefel, größere Bedeutung zu. Es ist sehr schwer, nähern Angaben über die Wertigkeit der Weckbindestoife zu machen. Erwähnt sei nur, daß die nicht verunreinigten kalkreichen Verbreainungsriickstände von Braunk -ohleri und Müllmassen und die hochbasische Hochofensclilacken im allgemeinen besonders hochwertige Weckbindestoffe liefern. Es empfiehlt sich, die weniger guten Weckbindestoffe mit den hochwertigen zu mischen. So wird man z. B. Steinkohlenaschen mit Braunkohlenaschen; saure Hocho.fenschlacken oder Kupferschlacken mit basischen Hochofenschlacken oder Braunkohlenaschen mengen usw. Es muß dein, Fachmann überlassen bleiben, die Güte der W eckbindestoffe, die Zusammensetzung und Güte von Mischungen solcher durch Versuche festzustellen. Dabei muß auch beachtet werden, daß die steinartigen Erzeugnisse aus manchen Weckbindestoffen in Nässe oder Feuchtigkeit treiben.
• Unter Anlehnung an die bekannten . Kunststeinverfahren lassen sich Steine nach der Art der Kalksandsteine, Schlackensteine und Hochofenschlackensteine erzeugen, indem entsprechende Weckbindemassen mit Sand, zerkleinerten- Brennstoffschlacken oder naturfeuchtem Schlackensand gemengt werden oder u. U. diese Füllstoffe bereits vor oder -während der Aufbereitung zugesetzt werden. Als W eckbindestoife kommen bei den Steinen nach der Art der Kalksandsteine und Schlackensteine die Aschen und Schlacken der brennbaren Stoffe und die vulkanischen Schlacken in Frage. Hinsichtlich der Hochofenschlackensteine ist folgendes zu 'bemerken. Soll die Weckbindemasse nur aus wassergekörntem Schlackensand hergestellt werden, so muß dieser so weit getrocknet -werden, bis der erforderliche Feuchtigkeitsgrad erlangt ist, oder es wird feuchter Schlackensand mit getrocknetem entsprechend gemengt. Es ist jedoch viel zweckmäßiger und es -werden Steine von viel höherer Güte erzielt, wenn dem feuchten Schladccnsaiiclzerkleinerte Stückschlacken, luftgekörnter Schlackensand, Hüttenmehl, u. U. auch Aschen oder ein Gemenge dieser Stoffe zugesetzt wird. -lach dem vorliegenden Verfahren, bei welchem an Stelle eines Bindemittels Ko11erY arbeit tritt, lassen sich steinartige Erzeugnisse herstellen, die den mit Bindemitteln liergestellten vielfach gleichkommen, ja sogar auch überlegen sind. Es sind z. B. paus reiner Braunkohlenflugasche in Steinpressen Ziegelsteine erzeugt worden. die nach 24. Stünden ioo kg cm=, nach einer Woche über aoo k-'cm= Festigkeit -zeigten.
• Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich zufolge seiner eigenartigen Merkanale deutlich von den bisher bekannt gewordenen ähnlichen Verfahren.
• Es ist bekannt, Asche oder gepulverten getrockneten Schlackensand oder gemahlene Hochofenschlacke und vulkanischen Sand t s(,liweiz Patent 2c) oti i i niitWasser anzumachen oder aber nassen Schlackensand mit Hütteninehl (als Kalkersatz) zu mengen und diese Gemenge in Rührwerken, Mischschnecken ti. a. zu mischen und die so erhaltene Masse zu Steinen zu verpressen. Um das vorherige) kostspielige Trocknen zu .vermeiden. hat inan auch hochbasischen Schlackensand im naturfeuchten Zustand gemahlen und die entstehende flüssige Masse als ilIörtel@ersatT u. dgl. verwendet. Die Güte der nach diesen genannten Verfahren hergestellten Erzeugnisse ist im allgemeinen gering, weil nur die beringe vorhandene und im besonderen an einen hohen Feinheitsgrad geknüpfte Bindefähigkeit ausgenutzt wird, während die hohe mechanisch weckbare Bindefähigkeit unausgenutzt bleibt, die nur bei mäßiger Anfeuchtung und entsprechend langes Kollern unter Beobachtung der erwähnten sinnfälligen Begleiterscheinungen erzielt werden kann und überdies in keiner Weise einen besonderen: Feinheitsgrad zur Vorausssetzung hat. Die Beschreibungen der genannten Verfahren fordern weder die nur mäßige Anfeuchtung, noch verlangen sie ein gewaltiges Quetschen und Durchkneten der Masse in Kollergängen, noch beschreiben sie die eigenartigen Begleiterscheinungen, wie das Schwitzen, das Erwärmen, das Abgeben von riechbaren Gasen und die allmählich einsetzende Schollenbildung. Es mag bei den genannten Verfahren vielleicht manchmal vorgekommen sein, daß der Feuchtigkeitsgrad nur ein mäßiger> war. Das führt aber bei Verwendung von @Rülir-und :Mischwerken zu keinem Erfolg, weil dabei das gewaltige Quetschen und Durchkneten fehlt. Das ist durch Versuche bewiesen worden. Es wurde z. B. eine chemisch sehr reizbare Braunkohlenflugasche, sehr iniißig angefeuchtet stundenlang gerührt, ohne jeden Erfolg. Dieselbe Masse gab im Kollergang in kaum 5 :Minuten einen steifen, sehr heiljen dampfenden Teig, der in wenigen Minuten erstarrte und gepreßt in Bruchteilen einer Stunde Steine von hoher Festigkeit ergab. Eine Erscheinung, die außer bei Gips wohl noch nirgend beobachtet worden ist.
• Bei, dein Verfahren des Patents =25 Sa,; wird aus Hochofenschlacke zufolge einer behonderen Aufbereitung eine Klink ermasse hergestellt, die grob gekörnt mit Wasserin Mischschnecken gemischt wird. Abgesehen von dem Umstand, daß nach dein vorliegenden Verfahren die Hoch,ofenschlacken und sonstigen Weckbindestolfe ohne besondere vorherige Aufbereitung so verwendet werden wie sie anfallen, fehlt bei dem genannten. Verfahren der Hinweis auf die mäßige Anfeuchtung und vor allem das gewaltige Quetschen und Durchkneten der Masse.- Daß die nach dem erwähnten Patent hergestellten Steine gtoße Festigkeit und Wetterbeständigkeit aufweisen sollen, dürfte auf die besondere Bereitung der Klinkermasse zurückzuführen sein.
• Es ist nicht ausgeschlossen, daß bei den bekannt gewordenen ähnlichen Verfahren, bei denen gemahlene Schlacke verwendet wird, zum Mahlen zufällig auch die hierzu ebenfalls geeigneten Kollergänge Verwendung gefunden haben.
• Das vorliegende \"erfahren unterscheidet sich jedoch von allen bekannten ähnlichen Verfahren grundsätzlich dadurch, daß es die bisher nicht ausgenutzte Bindefähigkeit (Erhär tungsfähigkeit) der Aschen, Schlacken und ähnlichen Stoffe oder Stoffgemenge durch chemische Reizung .auf mechanischem Wege unter genauer Beobachtung der notwendigen; Vorbedingungen und der auftretenden Wirkungen erweckt und für die Praxis nutzbar macht, Vorgänge und Tatsachen, die bisher weder bekannt, noch praktisch geübt, noch beschrieben worden sind.

Claims (1)

1. PATEN TAI\'SPILUCII Verfahren zur Herstellung von Kunststeinen Lind steinartigen Erzeugnissen aus Aschen und Schlacken der Feuerungen oder Verbrennungsanlagen oder der Metallhütten, insbesondere der Eisenhütten, oder aus Schlackenoder Aschen vulkanischen Ursprunges ohne oder mit Zusatz von Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß einer nötigenfalls zerkleinerten Masse aus den genannten Stoffen, die ein grobes Korn aufweisen kann, lediglich durch mechanische Bearbeitung eine von Bindeinittelzusätzen unabluingige eigene Abbindefähigkeit verliehen wird, indem sie in nur mäßig feuchtem Zustand in Koller-'längen oder ähnlichen zur Ausführung; einer intensiven Knetarbeit dienlichen Maschinen so lange bearbeitet wird, bis sie ein feuchteres und dunkleres Aussehen bekommt, meist Gase, insbesondere Schwefel-,vasserstoff oder Ammoniak, abgibt und meistens sich erwärmt, klebend wird, zusammenbackt, unter den Läufern des Kellerganges immer fester werdende.' Schollen bildet, sich zu Klumpen ballen läßt und gut preßfähig wird, worauf die Masse in ihrem breiigen oder teigigen, mehr oder weniger bildsamen Zustande in bekannter Weise zu Kunststeinen verarbeitet wird.