DE915317C

DE915317C - Process for the production of construction elements from lightweight concrete

Info

Publication number: DE915317C
Application number: DED11218A
Authority: DE
Original assignee: Durisol AG fur Leichtbaustoffe
Current assignee: Durisol AG fur Leichtbaustoffe
Priority date: 1951-12-29
Filing date: 1951-12-29
Publication date: 1954-07-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Leichtbeton Bekannt sind Verfahren, -nach welchen unbehandelte Pflanzenfasern, namentlich Holzwolle, Sägemehl usw., mit Zement, Gips oder anderen mineralischen Bindemitteln zu Leichtbeton verarbeitet werden. Außerdem sind Verfahren bekannt, die vor der Bindung der Fasern deren Mineralisierung durch Kochen in Alaunlösungen oder in anderen Salzlösungen und Kombinationen von solchen und darauffolgende Trocknung vorsehen. In neuerer Zeit sind Verfahren bekanntgeworden, die eine bloße oberflächliche Mineralisierung der Faser durch Kaltimprägnierung mit Aluminiumsulfat oder Schwermetallsulfaten durchführen, wobei gleichzeitig mit dem Imprägnierungsmittel oder unmittelbar nach dlessen Zugabe Kalkmilch, inerte mineralische Beimischungen sowie das Bindemittel selbst zugemischt werden.Process for the production of structural elements from lightweight concrete is known are processes by which untreated vegetable fibers, namely wood wool, Sawdust, etc., with cement, gypsum or other mineral binders to form lightweight concrete are processed. In addition, methods are known that take place prior to the bonding of the fibers their mineralization by boiling in alum solutions or in other salt solutions and provide combinations of these and subsequent drying. In more recent In time, processes have become known which merely involve superficial mineralization the fiber by cold impregnation with aluminum sulfate or heavy metal sulfates perform, simultaneously with the impregnation agent or immediately after Add lime milk, inert mineral admixtures and the binding agent be mixed in yourself.

Diese Verfahren haben bedeutende Nachteile. Die nicht imprägniertenFaserstoffe-simdwngenügend gegen Fäulnis geschützt, und ihre Haftung am Bindemittel ist ungenügend. Das heiße Imprägnierverfahren ist zufolge des kalorischen Aufwandes und des langwierigen Trocknungsprozesses der Fasern. von ihrer Bindung zu unwirtschaftlich. Die auf Grund der kalten Imprägnierung aufgebauten Verfahren liefern ein sehr ungleichrriäßiges Produkt oder verlangen eine so hohe Zementdosierung, daß die Wirtschaftlichkeit sowie Wärmeisolation und das Verhalten gegenüber der Luftrfeudhtigkeit ungünstig werden.These methods have significant disadvantages. The non-impregnated fibers are sufficient protected against rot, and their adhesion to the binder is insufficient. The hot Impregnation process is due to the caloric effort and the lengthy drying process of the fibers. from their bond to uneconomical. The one due to the cold impregnation established processes deliver a very uneven product or demand such a high cement dosage that the economy as well as thermal insulation and the behavior towards the air humidity become unfavorable.

Diese Mängel haben ihren Grund darin, daß die Sulfatlösung selbst bei Anwendung eines Neutralisationsmittels sowie das Wasser-Zenlent-Verhältnis die Zementbindung außerordentlich beeinflussen. Das nicht neubrali.sierte Sulfat verbindet sich mit .dem freien .Kalk im Zement, stört dessen chemisches Gleichgewicht und erzeugt ungleichmäßig verlaufende Abbindungsvorgänge im Material und dadurch Diskontinuitäten. Die Neutralisierung.smittel liefern lösliche Sulfate, die nachträglich den Zement gefährden. Bariumsalze, zur Neutialisation verwendet, liefern zwar theoretisch unlösliche Sulfate, sie erweisen sich jedoch im kalten Verfahren als unzuverlässig und sind außerdem giftig.These deficiencies are due to the fact that the sulfate solution itself when using a neutralizing agent and the water-Zenlent ratio the Affect cement bonding extraordinarily. The sulphate that has not been neutralized connects with .the .free .lime in the cement, disturbs its chemical equilibrium and creates uneven setting processes in the material and through this Discontinuities. The neutralizing agents deliver soluble sulfates, which subsequently endanger the cement. Barium salts, used for neutralization, deliver theoretically insoluble sulfates, but they prove unreliable in the cold process and are also poisonous.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das durch Zerkleinerung in Elemente verschiedener Größe vorbereitete pflanzliche Fasermaterial in der Kälte mit Metallsulfatlösung imprägniert und dem imprägnierten Fasermaterial basische Stoffe einverleibt, wobei sich an der Oberfläche :des Fasermaterials erhärtende Gelschichten bilden, worauf während des klebrigen Zustandes der Gelschichten ein hydraulisches Bindemittel zugefügt wird, :das an den Gelschichten haftet, wobei der gesamte Wasserzusatz 5obis 70% des hydraulischen Bindemittels beträgt, derart, daß eine plastische Rohmasse :gebildet wird, die eine durch Preßdruck erzeugte Volumenverminderung nach Aufhören des Preßdruckes zufolge ihrer Elastizität um 5 bis 51)/o der Gesamtdicke des gepreßten Körpers wieder rückgängig macht, und aus dem Bindemittel stammende lösliche Kalziumverbindung-en in .das Fasermaterial eindringen und dort mit dem Metallsulfat unter Bildung unlöslicher Kalksalze reagieren und daß alsdann ,die plastische Mischung in Formen gefüllt:, gepreßt und die geformten Stücke nach der Preßwirkung ausgeschalt und dem Abbindeprozeß zugeführt werden.The inventive method is characterized in that the vegetable fiber material prepared by crushing it into elements of various sizes impregnated in the cold with metal sulfate solution and the impregnated fiber material basic substances incorporated, whereby on the surface: of the fiber material hardening Gel layers form, whereupon the gel layers enter during the sticky state hydraulic binder is added: which adheres to the gel layers, wherein the total amount of water added is up to 70% of the hydraulic binder, in such a way that that a plastic raw mass: is formed, which is a volume reduction produced by pressing pressure after cessation of the pressing pressure, due to their elasticity, by 5 to 51% of the total thickness of the pressed body reverses, and derived from the binder soluble calcium compounds penetrate into the fiber material and there with the Metal sulfate react with the formation of insoluble calcium salts and that then, the plastic mixture filled in molds: pressed, and the shaped pieces after the The pressing action is switched off and fed to the setting process.

Zur Umhüllung der Fasern mit einer mineralischen, mit dem Zement oder :einem anderen hydraulischen Bindemittel gut bindenden Schicht wird beim vorliegenden Verfahren die Erscheinung ausgenutzt, daß Salze von gewissen Metallen, namentlich Lösungen von Aluminiumsulfat, sehr wasserreiche, schleimige Gele liefern, wenn sie mit Basen versetzt werden. Solche Gele können selbst erhärten, und sie binden sehr gut mit Zement oder anderem hydraulischem Bindemittel. Außerdem begünstigen se den fortschreitenden Mineralisierungsprozeß der organischen Faser, der darin besteht, .daß sich die letztere im Laufe der Jahre mit Kalksalzen durchdringt. Werden die Konzentration und die Menge :der Lösung des Sulfats sowie die Dauer des Imprägniervorganges so bemessen, daß an der Faser ein genügend starker Flüssigkeitsfilm verbleibt, so kann dieser durch richtig abgemessene Zugaben von präpariertem silikatischemTon und Kalkmilch oder einer anderen basischen Flüssigkeit in eine Gelschicht verwandelt werden. Eine unrichtige Dosierung macht die Bildung der Hülle unmöglich oder erzeugt eine gefährliche sulfathaltige Isolierschicht. Im Moment der größten Klebkraft dies Gels wird der Zement zugemischt. Man erhält durch solche Maßnahmen verschiedene Schichten der endgültig mineralisierten Faser. Zu äußerst ist-:das reine Bindemittel vorhanden; dann folgt -eine Schicht, in welcher dieses vermischt ist mit dem erhärteten Gel, dann eine dünne Schicht erhärtetes Gel, darauf eine Schicht, in der dieses vermischt ist mit mineralisierten Faserteilen, und im Innersten verbleibt ein Rest von mehr oder weniger durchimprägniertem Faserstoff. Dieser letztere ist jedoch völlig gegen Fäulnis gesichert. Die allgemeine Erscheinung, daß die Wirksamkeit der Imprägnierungen nach einer gewissen Periode nachläßt, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch aufgehoben, daß zugleich mit dem Abbindeprozeß die Einlagerung löslicher Kalkverbindungen in die Faser beginnt.To coat the fibers with a mineral, with the cement or : Another hydraulic binder well-binding layer is used in the present Process exploited the phenomenon that salts of certain metals, especially Solutions of aluminum sulfate, very water-rich, slimy gels deliver when they are mixed with bases. Such gels can set themselves and they are very binding good with cement or other hydraulic binder. They also favor the progressive mineralization process of the organic fiber, which consists in .that the latter permeates itself with calcium salts over the years. Will the Concentration and the amount: the solution of the sulfate as well as the duration of the impregnation process dimensioned so that a sufficiently strong liquid film remains on the fiber, see above this can be achieved by correctly measured additions of prepared silicate clay and milk of lime or some other basic liquid turned into a gel layer will. Incorrect dosage renders the formation of the shell impossible or creates a dangerous sulphate-containing insulating layer. At the moment the greatest adhesive strength is this Gels are mixed with the cement. Various measures are obtained by means of such measures Layers of the final mineralized fiber. Too extreme: the pure binding agent available; then follows a layer in which this is mixed with the hardened one Gel, then a thin layer of hardened gel, on top of which a layer in which this is mixed with mineralized fiber parts, and a residue remains inside of more or less fully impregnated fiber. This latter is however completely secured against rot. The general appearance that the effectiveness the impregnation subsides after a certain period, is used in the invention Procedure canceled by the fact that the storage at the same time as the setting process soluble calcium compounds in the fiber begins.

Nach diesem Verfahren lassen sich auch gewisse Faserstoffe verarbeiten, die zementschädliche Substanzen enthalten und zur Herstellung von Leichtbeton nach bekannten Methoden unbrauchbar sind.This process can also be used to process certain fibers, which contain substances harmful to cement and for the production of lightweight concrete known methods are useless.

Ein wesentlicher Faktor für den richtigen Vollzug :der Reaktionen zwischen Fasermaterial, Sulfatlösung, basischen Zusätzen und Zement als Bindemittel ist :das Herstellen eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes. Die Zugabe von. Wasser hängt von -der Art und der Größe der Fasermaterialteile ab.An essential factor for the correct execution: the reactions between fiber material, sulphate solution, basic additives and cement as a binding agent is: the creation of a certain moisture content. The addition of. water depends on the type and size of the fiber material parts.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zu diesem Zweck eine Zerkleinerung und Mischung des Fasermaterials vor, und. :die zuzufügende Menge Wasser wird so berechnet; daß, wenn die Mischung die richtige Plastizität zur Formung von z. B. profilierten Bauelementen: erreicht hat, sie so viel Wasser enthält, daß :diese Bauelemente bei einer bestimmten Temperatur im geschlossenen Raum in ganz bestimmter Frist erhärten. Dabei beteiligt sich nur ein Teil :des Anmachwassers direkt an der Hydratiisierung-des Zements, ein anderer Teil wird in den Fasern zurückgehalten und dient der Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit während .des Erhärtens.The method according to the invention provides for comminution for this purpose and mixing the fiber material before, and. : the amount of water to be added will be like this calculated; that if the mixture has the correct plasticity for forming e.g. B. profiled structural elements: has reached, it contains so much water that: this Components at a certain temperature in a closed space in a very specific way Harden deadline. Only one part is involved: the mixing water directly in the Hydration - the cement, another part is retained in the fibers and serves to maintain the moisture during the hardening.

Während die bekannten faserigen Leichtbauplatten, insbesondere die Holzwolleplatten, ungenügend formbar sind für die Herstellung scharfkantiger oder genau profilierter Bauelemente, gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung solcher Elemente. Die Materialmischung wird leicht in profilierte Farmen gestampft und ein gelinder Druck auf :das Material während einer kurzen Zeit ausgeübt. Nach dem Entfernen des Bauelements aus den Formen vergrößert der ausgeschalte Körper infolge der Elastizität :des gepreßten Materials sein Dicke um g bis 5 %. Dadurch entstehen zu den in demFasermaterial bereits vorhandenen kleinen Poren eine große Summe von Makroporen. Diese Makroporen sind mit Luft gefüllt und sind in bezug auf Wärmeisolierung wie auch in bezug auf den erzielbaren Trockenheitsgrad und die Frostsicherheit :der Bauelemente von größter Bedeutung.While the well-known fibrous lightweight panels, especially the Wood wool panels that are insufficiently malleable for the production of sharp-edged or precisely profiled components, the method according to the invention allows the production such elements. The mix of materials is easily tamped into profiled farms and a gentle pressure on: the material exerted for a short time. To removing the component from the molds increases the size of the removed body due to the elasticity: of the pressed material its thickness is g to 5%. Through this In addition to the small pores already present in the fiber material, a large one is created Sum of macropores. These macropores are filled with air and are related to Thermal insulation as well as with regard to the achievable degree of dryness and frost protection : the components of the utmost importance.

Die Regulierung der Elastizität und, Plastizität geschieht durch Aufteilung des Fasermaterials, z. B. durch Quetschung und Bearbeitung desselben in Schlagmühlen.The regulation of elasticity and plasticity is done through division of the fiber material, e.g. B. by squeezing and processing the same in hammer mills.

Anstatt die Materialmischung durch Stampfen oder durch Druck in die Formen einzubringen, kann sie auch in die Formen maschinell .eingerüttelt und es kann die Vibration mit mechanischer Pressung kombiniert werden. Diese Vibrierverfahren benötigen im allgemeinen eine plastischere Material, mischung als das bloße Einstampfverfahren. Die Erhöhung der Plastizität wäre durch. Erhöhung der Wasserzugabe oder der Mörtelzugabe erreichbar, das eine vermindert die Qualität, das andere ist teuer und wärmetechnisch ungünstig. Zweckmäßig werden daher zur Erhöhung der Plastizität mineralische Zusätze oder :Schmiermittel, wie Schiefermehl oder Ton, verwendet, die sich mit dem Zement einwandfrei vertragen.Instead of the material mixture by tamping or by pressure into the Bringing shapes into the shapes can also be machine-vibrated and shaken the vibration can be combined with mechanical pressure. This vibration method generally need a more plastic material, mixture as the mere pulping process. The increase in plasticity would be through. increase the addition of water or mortar, one of which reduces the quality, the other is expensive and thermally unfavorable. It is therefore useful to increase the plasticity mineral additives or: lubricants, such as slate flour or Clay, used, which goes perfectly with the cement.

Die Feuchtigkeit der Rohmasse wird so bemessen, daß die gewünschte Plastizität des Materials entsteht. Der Gesamtflüssigkeitsbedarf der Mischung muß .sich innerhalb 5o bis 7o% des Gewichts an zugefügtem Zement halten. Dem Wasser oder dem Bindemittel können zur Beschleunigung des Abbindeprozesses chemische Zusätze, wie Kalziumchlorid, Erdalkalidsilikat usw., beigefügt werden, oder die gewünschte Abbindebeschleunigung wird durch einen ihr entsprechenden Feinheitsgrad des Zements bewirkt.The moisture of the raw mass is measured so that the desired The material becomes plastic. The total liquid requirement of the mixture must .sist within 5o to 7o% of the weight of the added cement. The water or the binder, chemical additives can be added to accelerate the setting process, such as calcium chloride, alkaline earth silicate, etc., may be added, or the desired one The setting is accelerated by the degree of fineness of the cement causes.

Bei Verwendung von Materialien mit leichtem Pilzbefall wird an Stelle von Aluminiumsulfat Kupfer oder Eisensulfat verwendet, wenn nötig nach vorangegangener Desinfektion der Fasern, z. B. mit Eisenchloridlösung.If materials with a slight fungal attack are used, it will be replaced of aluminum sulphate copper or iron sulphate used, if necessary according to the previous one Disinfection of the fibers, e.g. B. with ferric chloride solution.

Wenn als Fasermaterialien solche verwendet werden, welche zementschädliche Stoffe enthalten, wie Saccharide -oder Stärke, wird eine genügende Menge einer Lösung von silikatischem Ton zur Überdeckung der Späne vor der Zugabe der Kalkmilch angewendet. Fasern mit Wachsüberzügen, wie Blätter oder Gräser, werden durch ein Verseifungsverfahren mit Hilfe von dSäuren von diesen befreit; hartnäckige Wachsüberzüge oder ölhaltige Fasern werden im Kalziumchloridbad vorbehandelt.If the fiber materials used are those which are harmful to cement Containing substances, such as saccharides or starch, will make a sufficient amount of a solution of silicate clay used to cover the chips before adding the milk of lime. Wax-coated fibers such as leaves or grasses are saponified freed from these with the help of d-acids; stubborn wax coatings or oily Fibers are pretreated in a calcium chloride bath.

Die Elastizität des Materials ist durch geeignete Mischung verschiedener Größen dies Fasermaterials oder verschiedener Materialien .so vorbestimmt:, daß nach Entfernung des Preß-ddruckes und der seitlichen Schalung die lineare Dehnung des Materials in der Gegenrichtung der Pressung 3 bis 51/o bet@rägt. Dadurch wird eine sehr günstige Porosität der Bauelemente erzielt.The elasticity of the material is different due to a suitable mixture Sizes of this fiber material or of various materials. So predetermined: that after removing the pressure and the lateral formwork, the linear expansion of the material in the opposite direction of the pressing 3 to 51 / o is @ rgt. This will achieved a very favorable porosity of the components.

Das Material, das dazu bestimmt ist,, durch Rüttelverfahren geformt zu werden, wird dadurch plastischer gemacht, daß etwa 8 bis io% des Zements durch eingeeignetes mineralisches Schmiermittel, z. B. Schiefermehl oder Ton, von: ähnlicher Mahlfeinheit wie der Zement, ersetzt werden. Diese Maßnahme kann unter Umständen auch bei Handverarbeitung von. Vortev1 sein.The material, which is intended, shaped by vibration process is made more plastic by allowing about 8 to 10% of the cement through a suitable mineral lubricant, e.g. B. Slate flour or clay, of: similar The fineness of the grind, such as the cement, must be replaced. This measure can under certain circumstances also with manual processing of. Be Vortev1.

Bauelemente, die eine thermische Behandlung zur Schnellhärtung erfahren. sollen, werden iin einem Ofen unter Beibehaltung einer relativen Raumfeuchtigkeit von mindestens g50/0 einer Erwärmung auf 8o bis i io° C während 8 bis io -Stunden ausgesetzt.Components that undergo thermal treatment for rapid curing. should be stored in an oven while maintaining the relative humidity of the room of at least 50/0 of heating to 80 to 10 ° C for 8 to 10 hours exposed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of components. the end Lightweight concrete, which contains completely or partially mineralized fibrous materials, thereby characterized in that one .das by crushing into elements of different sizes prepared vegetable fiber material impregnated in the cold with metal sulfate solution and aem, impregnated fiber material incorporates basic substances, with the Surface of the fiber material hardening Gdlschichten form, what during this a hydraulic binder is added to the sticky state of the gel layers, that adheres to the gel layers, with the total water addition 50 to 70% of the hydraulic Binder is, such that a plastic raw mass is formed, the one . Volume reduction generated by pressing pressure after cessation of the pressing pressure according to their elasticity by 3 to 51 / o of the total thickness of the pressed. Body again makes, and derived from the binder soluble calcium compounds in the fiber material penetrate and react there with the metal sulphate to form insoluble calcium salts and that then the plastic mixture was filled with molds, pressed and molded Pieces are peeled off after the pressing effect and fed to the setting process.

2. The method according to claim i, characterized in that the fiber material for Chemical pre-treatment to render cement-destroying admixtures harmless learns in the calcium chloride bath.

3. The method according to claim i, characterized in that that fibrous material infested by fungi, e.g. B. with ferric chloride, is disinfected. q ..

Method according to claim i, characterized in that the cement-damaging Components of the fiber material during the manufacturing process through enveloping Additives are rendered harmless.

5. The method according to claim q., Characterized in that that the addition consists of clay suspension and milk of lime and the clay suspension immediately before the milk of lime is added to the mixture.

6. The method according to claim i, characterized in that the material to be mixed is mixed in with a mineral Lubricant in. The form of finely ground slate or clay in., Its Plasticity is increased.

7. Procedure. according to claim i; characterized, that the binding agent affects the setting time chemicals such as Ca C12 or Alkaline earth silicate, are added. B. The method according to claim i, characterized in that that a first hardening of the components in: a closed space has a thermal effect is achieved by heating the components to 80 ° C for 10 hours at relative humidity of at least 951 / o.