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Herstellung von Formkörpern oder Massen, insbesondere für Bauzwecke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern oder einer
Rohmasse für Formkörper, insbesondere für Bauzwecke unter Verwendung von gebranntem
Kalk.
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Die Verwendung von gebranntem Kalk für Bauzwecke, insbesondere für
die Herstellung von Mörtel, ist seit langem bekannt. Seine Verwendung ist jedoch
dadurch beschränkt, daß er zum Erhärten außerordentlich lange Zeit benötigt. Erst
die Erkenntnis, daß gebrannter Kalk mit Kieselsäure (Quarz) in Gegenwart von Wasser
bei längerer Einwirkung von Wasserdampf unter Bildung von Calciumsilicaten chemisch
reagiert, ermöglichte die Zierstellung von Formkörpern (Kalksandstein). Nach einem
nicht zum Stand der Technik gehörigen Vorschlag werden statt Quarz Ton oder torfhaltige
1l ineralien verN% endet. Ca ist auch bekannt, gebrannten Kalk zu l.e',,rn zur
1 Lerstcllung von Mörtel, z. B. bei Lehmbauten, zuzumischen, doch wurden
damit keine befriedigenden Ergebnisse erzielt.
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Bei allen diesen Verfahren wird der gebrannte Kalk unter Zusatz von
Wasser als Bindemittel für größere Mengen von Silicaten verwendet. Bei solchen Mengenverhältnissen
sind nach den oben angegebenen Verfahren zur Erzielung einer ausreichenden Härte,
die bei diesen auf der Bildung von Calciumsilicaten beruht, die Anwesenheit von
Wasser während der Härtung, sowie die Anwendung von Wasserdampf bei Temperaturen
von mindestens ioo° C erforderlich. Diese Verfahren erfordern deshalb einen erheblichen
Wärmeaufwand sowie umfangreiche Anlagen, wodurch sie stark ortsgebunden sind.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem diese Mängel vermieden
.sind. Es beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß es möglich ist,
ohne
Anwendung von Wasserdampf Mischungen von gebranntem KalIc mit feinst verteilten
oder kolloiddispersen Oxyden, Hydroxyden oder Oxydhydraten von Metallen oder des
Si und Wasser bei Temperaturen, die weit unter denen der erwähnten Verfahren, nämlich
bei etwa 4o bis 6o° C, liegen, zu erhalten. Das Verfahren besteht darin, daß gebrannter
Kalk mit sblchen Mengen feinst verteilter oder kolloiddisperser Oxyde, Hydroxyde
oder Oxydhydrate von Metallen, wie Mg, Al, Zn, Fe, Cr oder Ti, oder des Si unter
Zusatz von Wasser innig vermischt wird, wie zur gegenseitigen Reaktion dieser Stoffe
bei Temperaturen von unter ioo° C erforderlich ist. Die Oxyde, Hydroxyde oder Oxydhydrate
können teilweise auch durch Ton oder tonhaltige Mineralien ersetzt werden.
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Der Unterschied gegenüber den erwähnten Verfahren besteht darin, daß
zur Erreichung des gewünschten Erfolges ein wesentlich anderes, nämlich annähernd
umgekehrtes Mengenverhältnis von gebranntem Kalk zu den vorgenannten Stoffen erforderlich
ist, sowie in den gemäß der Erfindung angewendeten niedrigen Temperaturen, bei denen
eine chemische Umsetzung des gebrannten Kalkes mit diesen Stoffen nach stöchiometrischen
Verhältnissen nicht anzunehmen ist. Die Vorgänge, unter denen die Bindung derselben
an den gebrannten Kalk erfolgt, dürften daher anderer, z. B. physikalischer oder
kolloidchemischer Natur sein. Die zur Reaktion mit dem gebrannten Kalk erforderlichen
Stoffe müssen nicht ausTon oder tonhaltigen Mineralien bestehen, sie können teilweise
oder ganz durch deren Komponenten, d. h. durch die Oxyde oder Hydroxyde des Siliciums
und Aluminiums, oder die obengenannten Metallverbindungen ersetzt werden, von denen
praktisch natürlich nur solche in Frage kommen, die in wirtschaftlicher Hinsicht
geeignet sind.
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Die ,genannten Stoffe können dem gebrannten Kalk bei seiner Herstellung
zugegeben werden oder auch z. B. während des Mischverfahrens aus den entsprechenden
Salzen ausgefällt werden. Es ist nicht erforderlich, die Metallverbindungen in reinem
Zustand anzuwenden, sie können viehmehr auch durch entsprechende Mengen solcher
Stoffe ersetzt werden, in denen sie als Gemengeanteil enthalten sind, z. B. in Erzen
oder farbigen Erden.
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Der Härtungsprozeß der mit gebranntem Kalk und Wasser gemischten Stoffe
und der daraus gegebenenfalls unter Zumischung von Füllstoffen hergestellten Formkörper
verläuft bei dem Verfahren gemäß der Erfindung grundsätzlich anders als bei bekannten
Verfahren. Während bei diesen die Härtung erst unter längerer Einwirkung von Wasserdampf
bei Temperaturen von mindestens ioo° C in Gegenwart von Wasser erfolgt, genügt bei
dem Verfahren gemäß,der Erfindung eine kurze Wärmebehandlung der Mischungen bei
Temperaturen von etwa 40 bis 6o° C zur Einleitung der Reaktion, die durch den nachfolgenden
Trocknungsprozeß an der Luft abgeschlossen wird. Die Wärmebehandlung undTrocknung
kann daher auch zeitlich und räumlich getrennt vorgenommen werden. Bei genügend
feiner, z. B. kolloiddisperser Verteilung oder entsprechend großer aktiver Oberfläche
der Oxyde, Hydroxyde, Oxyd'hydrate kann auf die Wärmebehandlung ganz verzichtet
werden. Es ist dann zur Härtung nur eine Trocknung erforderlich, die bei Zimmertemperatur
erfolgen kann. Damit ist eine wesentliche Vereinfachung des Verfahrens gemäß der
Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren erreicht.
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Da die physikalische und chemische Beschaffenheit sowohl .des gebrannten
Kalkes als auch der übrigen Stoffe und die Feinheit und Reinheit derselben für die
Verfestigung der daraus hergestellten Mischungen eine große Rolle spielen, läßt
sich das optimale Mischungsverhältnis rechnerisch nicht erfassen. Dieses ist daher
jeweils durch Vorversuche zu bestimmen. Voraussetzung für das Gelingen der Härtung
bei niedriger Temperatur ist jedoch,, daß die Oxyde, Hy droxyde oder Oxydhydrate
in feinster Verteilung angewendet und unter Zusatz von Wasser mit dem gebrannten
Kalk und ,gegebenenfalls den Füllstoffen innig vermischt werden. Als vorteilhaft
hat sich ergeben, die Mischungen vor der Verformung bzw. vor der Trocknung einige
Zeit feucht zu lagern.
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Als Füllstoffe können organische oder anorganische Stoffe, auch Faserstoffe
verwendet werden. Außerdem können auch Farbstoffe sowie andere Bindemittel und fein
verteilte bituminöse Stoffe und/oder Kunststoffe zugemischt werden. Die letzteren
können auch in der Masse selbst dispergiert werden. Besonders geeignet als Zuschlagstoffe
erweisen sich feinkörnige Stoffe, z. B. Steinkohlenflugasche und Feinschutt aus
,der Trümmerverwertung.
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Die Füllstoffe werden zur Einsparung von Wärme zweckmäßig nach der
Wärmebehandlung, aber vor der Härtung zugegeben.
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Anstatt die Masse nach dem Herstellen der Mischung zu Formkörpern
zu verarbeiten, kann man sie auch unter Verzicht auf die Formung vor dem Austrocknen
als Mörtelbildner verwenden. Es ist aber auch möglich, die Masse nach der Wärmebehandlung
zu trocknen und zu mahlen und' sie erst später weiter zu verarbeiten.