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Verfahren zur Herstellung poröser Füllstoffe für Baumaterialien Es
ist bereits bekannt, ein Betonzuschlagmaterial ,aus porös gemachtem Ton herzustellen,
wobei die Forosität entweder durch Fortbrennen organischer Stoffe, wie Sägemehl,
oder durch starkes Erhitzen von Tonsorten, die während des Brennens blasig werden
können, oder aber ,durch Zusatz von gasentwickelnden Stoffe. ,erreicht wird.
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Nach sämtlichen erwähnten drei Arbeitsverfahren entsteht poröser Ton
mit Poren sehr nachteiliger Form, wodurch die Verivendbarkeit der .daraus herzustellenden
Betonerzeugnisse ;ganz außerordentlich eingeschränkt ist. Beim Fortbrennen organischer
Zuschläge oder bei Gasentwicklung in einer Tonmasse bilden sich Poren, die miteinander
in Verbindung stehen, so daß ein Kanalsystem durch den erhaltenen gebrannten Ton
entsteht. D@aß dies außerordentlich nachteilig ist, wenn das Tonerzeugnis mit einem
Ze;mentbmei gemischt werden soll, ist einleuchtend. Tonschotter mit durchgehenden
Poren saugen beim Vermischen mit dem Zementbrei unvermeidlich sehr große Wassermengen
in sich auf, und der Brei muß daher weit feuchter gehalten werden, als wenn das
Zuschlagmaterial nicht stark saugend ist. Dies bedeutet wieder"daß der Wasser-Zement-Faktor
im erzeugten Beton ganz ,außergewöhnlich hoch wird, woraus wiederum folgt: erstens,
daß das Abbinden des Zements langsam erfolgt, zweitens, daß die Festigkeit des abgebundenen
Zements ,ganz erheblich herabgesetzt
wird. Das entstehende Betöncrzeugnis
wird daher schwach und schwindet bedeutend beim Austrocknen, wodurch die Gefahr
der Rissebildung entsteht. Außerdem dauert das Austrocknen sehr lange, da sehr große
Wassermengen verdampfen müssen.
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Schließlich haftet der durch Fortbrennen oder Gasentwicklung bewirkten
Powosität der Nachteil an, daß sie Tonschotter von verhältnismäßig geringer Stärke
ergibt. Handelt es sich um die Herstellung sehr leichter Tonschotter, wird die Stärke
sogar äußerst gering, weil die Porosität dazu neigt, sehr ungleichartig zu werden.
Ferner ist es sehr zweifelhaft, ob mittels Zuschlagmaterialien mit durchgehenden
Poren hergestellte Betonerzeugnisse genügend frostbeständig sind, um dort zur Anwendung
gelangen zu können, wo sie der Witterung ausgesetzt werden. Bei Anwendung von Beton
in Außenmauern ist im Gegenteil. sowohl im Hinblick auf dies Frostbeständigkeit
als auch auf das Einsaugen von Regenwasser eine dichte Mauer erwünscht.
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Diesen Nachteilen kann naturgemäß einigermaßen dadurch abgeholfen
werden, daß die Schotter auf bekannte Weise mit einer Schale massiven Tons umhüllt
werden. Dieses Verfahren ist aber sehr umständlich, und wenn die Tonkugeln gebrannt
sind, muß man sie in ihrem jetzigen Zustand zur Betonherstellung verwenden, weshalb
man außerordentlich gebunden ist, wenn man geeignete Gradierungen des Zuschlagstoffes
herzustellen wünscht. Eine nachherige Zerkleinerung kommt nicht in Frage, da die
Tonschale hierdurch zerbrechen und die nachteiligen Eigenschaften des Kugelinnern
sich bei der Betonherstellung auswirken würden.
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Erheblich besser sind die Tonschotter, die durch ein so starkes Erhitzen
des Tons hergestellt werden, daß eine Blasenbildung entsteht. Letztere tritt bei
gewöhnlichem Ziegeleiton jedoch erst dann ein, wenn der Ton über die Sinterungstemperatur
erhitzt wird, so daß in vielen Fällen eine beginnende Sinterung eintritt. Schließlich
werden in der Regel nur ziemlich stark kalkhaltige Tonarten verwendbar sein, die
weniger starke poröse Tonschotten ergeben als die eisenhaltigeren Tonarten. Die
auf diese Art erreichte Porosität ist: von der Beschaffenheit des Tons abhängig.
Nicht alle Tonarten werden blasig, und bei dem Ton aus ein und derselben Tongrube
kommen häufig so, große Verschiedenheiten vor, daß mit einer ungleichartigen Blasenbildung
gerechnet werden muß.
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Die Blasenbildung ist ferner von der Brenntemperatur abhängig, so
daß, falls das Brennen in einem gewöhnlichen Ziegeleiofe!n stattfindet, in welchem
die Temperatur an den verschiedenen Stellen ungleichartig ist, auch die Porosität
der Schotter eine ungleichartige wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung poröser
Füllstoffe für Baumaterialien, nach welchem die erwähnten Nachteile auf einfache
und billige Art vermieden werden.
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Das neue Verfahren ist hauptsächlich gekennzeichnet durch die Kombination
folgender an sich bekannter Arbeits-,veisen: a) Verrühren des mineralischen Rohstolfes
mit Schaum oder schaumbildenden Stoffen, b) Erhärtendes so gebildeten mineralischen
Schaums, c) Brennen des mineralischen Schaums, d) Zerkleinerung des Brenngutes.
Das Verfahren fußt somit vor allem auf der Anwendung von Schaum oder schaumbildenden
Stoffen, welches zwar zur Herstellung poröser Formsteine, nicht aber zur Herstellung
der vorliegenden Füllstoffe bekannt ist.
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Durch Porösmachen mittels Schaums oder schaumbildender Stoffe wird
.eine Gleichartigkeit der Porosität erreicht, die durch keine sonstigen Verfahren
zum Porösmachen erzielt wird. Durch dieses Verfahren erreicht man geschlossene Zellen,
die das vorbildliche poröse Zuschlagmaterial zum Beton ergeben. Die geschlossenen
Zellen bewirken ,geringe Wassersaugwng, was man u. a. daraus sieht, daß selbst ganz
leicht gebrannter, in dieser Weise hergestellter poröser Ton tagelang auf Wasser
schwimmt. Die geschlossenen Zellen ermöglichen daher die Anwendung eines niedrigeren
Wasser-Zement-Faktors als bei einem porigen Stoff mit durchgehenden Kanälen. Der
geringere Wasser-Zement-Faktor bedeutet geringeren Schwund beim Trocknen und erhöhte
Festigkeit.
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Die geschlossenen Zellen ergeben einen dichten Beton, der frostbeständig
und daher für Außenmauern wohlgeeignet ist, da die Tonschotter überdies sehr wenig
wassersaugend sind. Schließlich weist das Verfahren den sehr erheblichen Vorteil
auf, daß man das Porösmachen vollständig zu kontrollieren vermag, so daß man imstande
ist, das erwünschte Raumgewicht des Zuschlagmaterials herzustellen. Werden die erwähnten
Vorteile kombiniert, so wird man imstande sein. einen leichteren Beton mit porösem
Ton als Zuschlagmaterial herzustellen, als dies nach-bisher bekannten Verfahren
möglich war. Die Porosität ist nicht von den Launen der Natur abhängig wie dort,
ivo, das Porösmachen von einer Blasenbildung abhängt.
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Da die Porosität bei normaler Temperatur ohne jegliche Erwärmung erzeugt
-,wird, kann
man sich für viele Zwecke mit einem ganz leichten Brennen
etwa bei 5oo° C begnügen. Man vermeidet dadurch kostspielige Ofenanlagen, und das
Brennen ist viel billiger als dort, wo, eine Blasenbildung erzielt «erden soll.
Da das Entstehen der Forosität nicht durch besondere Eigenschaften des. zur Anwendung
;gelangenden Tons bedingt ist, wird man selbstverständlich weit freier in der Wahl
der Tonart sein als bei irgendeinem de;r bisher bekannten Arbeitsverfahren.
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Das Erhärten kann durch Erhärten unter Dampf oder durch Brennen bei
verschiedenen Temperaturen erfolgen. Für sehr leichte Materialien, bei welchen keine
besondere Druckfestigkeit erforderlich ist, wird eln schwaches Brennen bei etwa
5oo° C genügen, um das Material bei Anwesenheit von Wasser unlöslich zu machen.
Ist eine größere Druckfestigkeit erwünscht, setzt man das Materialhöheren Temperaturen
bis zur Sinterung und beginnenden Schmelzung aus. Eine solche Behandlung weist den
besonderen Vorteil. auf, daß in den dünnen Blasenwandungen .noch eine weitere Blasenbildung
entstehen wird. Diiese Blasenbildung wird weit gleichartiger und- regelmäßiger stattfinden,
als wenn das Material vor dem Brennen nicht porös gemacht wäre. Ein derartiges Brennen
des erhärteten mineralischen Schaums kann in gewöhnlichen Ofen, insbesondere in
Dmehöfen, stattfinden.