DE974354C

DE974354C - Process for the production of lightweight building materials from hydraulically setting mortar masses

Info

Publication number: DE974354C
Application number: DED18706A
Authority: DE
Inventors: Sten Gunnar Dalen; Olof Grane
Original assignee: DUROX INTERNATIONAL SA
Current assignee: DUROX INTERNATIONAL SA
Priority date: 1953-09-22
Filing date: 1954-09-21
Publication date: 1960-12-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Leichtbaustoffen aus hydraulisch abbindenden Mörtelmassen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leichtbaustoffen unter Einleiten von Gasen unter Druck in mit Wasser angeteigte, hydraulisch abbindende, d. h. zementhaltige Mörtelmassen, Druckverminderung und Verfestigung der Massen.Process for the production of lightweight building materials from hydraulically setting Mortar Compounds The invention relates to a method for producing lightweight building materials by introducing gases under pressure into a paste made with water, hydraulically setting, d. H. cementitious mortar masses, pressure reduction and consolidation of the masses.

Bei der Herstellung von Leichtbaustoffen wird im allgemeinen eines der folgenden vier Verfahren zur Bildung der gewünschten Hohlräume verwendet: i. der Zusatz von Stoffen, welche mit einem oder mehreren Bestandteilen der bildsamen Ausgangsmasse eine Reaktion eingehen, wobei ein Gas entwickelt wird; derartige Stoffe können Metallpulver sein, z. B. Aluminium-, Magnesium- oder Zinkpulver, oder gewisse chemische Verbindungen, z. B. Wasserstoffsuperoxyd, Kalziumkarbid u. dgl. ; der Zusatz vorbereiteten Schaums zu der Ausgangsmasse oder der Zusatz schaumbildender Stoffe zu derselben, worauf Luft in die Masse eingeblasen wird; das Vergrößern von in den angeteigten Ausgangsmassen eingeschlossenen Luft- oder Gasbläschen durch Druckverminderung, wobei die Bläschen den Ausgangsmassen durch Mischen, Einblasen oder Einpressen beigemengt werden; q.. das Mischen der Ausgangsmasse mit einer großen Menge Wasser, das nach dem Erhärten der Masse verdampft wird; 5. der Zusatz hohler Füllkörper zu der Ausgangsmasse.In the production of lightweight building materials, one thing is generally used used the following four methods to create the desired voids: i. the addition of substances containing one or more components of the plastic Starting mass enter into a reaction, whereby a gas is evolved; such substances can be metal powder, e.g. B. aluminum, magnesium or zinc powder, or certain chemical compounds, e.g. B. hydrogen peroxide, calcium carbide and the like; the Addition of prepared foam to the starting material or the addition of foam-forming agents Substances to the same, whereupon air is blown into the mass; enlarging air or gas bubbles trapped in the pasted starting masses Pressure reduction, whereby the bubbles form the starting materials by mixing, blowing in or press-fit; q .. mixing the starting material with a large amount of water, which will evaporate after the mass has hardened; 5. the addition of hollow packing to the starting material.

Die erwähnten Verfahren haben mehrere Nachteile, z. B. die Bildung von Poren unterschiedlichster Größe, was zu inhomogenen und damit in ihren mechanischen Eigenschaften unbefriedigenden Formkörpern führt, ebenso wie die Schwierigkeit, die Poren gleichmäßig in der Masse zu verteilen, die unbefriedigende Frostbeständigkeit, hohe Fabrikationskosten oder große technische Schwierigkeiten, besonders bei der Herstellung der leichtesten Produkte.The mentioned methods have several disadvantages, e.g. B. Education of pores of various sizes, leading to inhomogeneous and therefore mechanical Properties of unsatisfactory moldings, as well as the difficulty to distribute the pores evenly in the mass, the unsatisfactory frost resistance, high manufacturing costs or major technical difficulties, especially with the Making the lightest products.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, daß in der wäßrigen Phase der Mörtelmischung leichtlösliche, gegen das Bindemittel inerte Gase, vorzugsweise Stickoxydul, unter Druck aufgelöst werden, worauf die Masse während des Erhärtungsvorganges einer Druckverminderung und/ oder Erwärmung ausgesetzt wird.In contrast, the principle of the present invention consists in that easily soluble in the aqueous phase of the mortar mixture, against the binder inert gases, preferably nitrogen oxide, are dissolved under pressure, whereupon the Mass during the hardening process, a pressure reduction and / or heating is exposed.

Bei Erniedrigung des Überdruckes gibt die Flüssigkeit einen Teil des gelösten Gases wieder ab, wobei Gasblasen in der Leichtsteinmasse gebildet werden und diese sich ausdehnt. Es ist zwar schon, wie oben angeführt, bekannt, z. B. durch Einleiten unter Druck angeteigten Ausgangsmassen Luft- oder Gasbläschen beizumischen und zur Herstellung von Leichtbaustoffen durch Druckverminderung diese Bläschen zu vergrößern. Die zunächst eingebrachten Gasbläschen sind aber bereits von unterschiedlicher Größe, unterliegen demgemäß auch unterschiedlichen Auftriebskräften, so daß bei Benutzung eines solchen Verfahrens demgemäß auch inhomogene Produkte entstehen. Demgegenüber führt das erfindungsgemäße Verfahren zu Produkten mit einer Gleichförmigkeit der Porosität, wie sie bisher nicht erreicht wurde. Diese vorteilhaften Ergebnisse bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dürften darauf zurückzuführen sein, daß erfindungsgemäß auf ein echtes Lösen der Gase hingearbeitet wird und hierzu in der wäßrigen Phase der Mörtelmischung leichtlösliche, gegenüber dem Bindemittel inerte Gase verwendet werden. Hierdurch wird eine absolut homogene Verbindung des Gases gewährleistet; bei der im Laufe des Verfestigungsprozesses stattfindenden Druckverminderung und/oder Erwärmung werden demgemäß an allen Stellen der Mischung gleichmäßig und aus der molekularen Verteilung des Gases heraus außerordentlich feine Bläschen und schließlich im Endprodukt Poren gebildet. Die erhaltenen Körper haben so auch hohe Festigkeit und gute Isoliereigenschaften.When the overpressure is reduced, the liquid releases part of the dissolved gas again, whereby gas bubbles are formed in the light stone mass and this expands. It is already known, as stated above, e.g. B. by Introduce under pressure to add air or gas bubbles to pasted starting materials and for the production of lightweight building materials by reducing the pressure these bubbles to enlarge. The gas bubbles initially introduced are, however, already different Size, are also subject to different buoyancy forces, so that at Using such a process accordingly also results in inhomogeneous products. In contrast, the method according to the invention leads to products with a uniformity the porosity that has not been achieved before. These beneficial results when carrying out the method according to the invention should be attributed to this be that the invention is working towards a real dissolution of the gases and this Easily soluble in the aqueous phase of the mortar mixture, compared to the binder inert gases are used. This creates an absolutely homogeneous connection of the Gas guaranteed; in the course of the solidification process Pressure reduction and / or heating are accordingly carried out at all points in the mixture uniform and extraordinary out of the molecular distribution of the gas fine bubbles and finally pores are formed in the final product. The preserved bodies they also have high strength and good insulating properties.

Auf diese Weise wird es möglich, in einem Mischer eine Masse zu erhalten, die unmittelbar nach Verlassen des Mischers ihre endgültige Porosität erlangt und welcher man daher sofort die gewünschte Form geben kann. Beim Treiben mit Aluminiumpulver erfordert dieser Arbeitsgang bis zu i Stunde, und für die Herstellung wird ein großer Fabrikationsraum benötigt. Die lange Treibdauer verhindert auch die Verwendung rasch abbindender Massen. Diese Nachteile werden bei der Herstellung von Leichtsteinen gemäß der vorliegenden Erfindung völlig beseitigt. Die Porenbildung gemäß der vorliegenden Erfindung bietet auch den Vorteil, daß sie nicht von besonderen chemischen Reaktionen abhängig ist, um die Porenbildung herbeizuführen, wie es z. B. bei dem jetzt üblichen Verfahren der Herstellung von Leichtbeton, wo Aluminiumpulver mit Calciumhydroxyd zur Reaktion gebracht wird, um Wasserstoffgas zu entwickeln, der Fall ist.In this way it becomes possible to obtain a mass in a mixer, which attains its final porosity immediately after leaving the mixer and which can therefore be given the desired shape immediately. When driving with aluminum powder this operation takes up to an hour and becomes a large one for the manufacture Manufacturing space required. The long driving time also prevents use quickly setting masses. These disadvantages are encountered in the manufacture of lightweight bricks entirely eliminated according to the present invention. The pore formation according to the present Invention also offers the advantage that it is not subject to special chemical reactions is dependent to bring about the pore formation, as it is, for. B. with the now usual Method of production of lightweight concrete, where aluminum powder with calcium hydroxide is reacted to evolve hydrogen gas, is the case.

Eine weitere Ausdehnung der Bläschen erhält man natürlich, wenn die Masse einem Unterdruck ausgesetzt wird oder wenn man die Temperatur erhöht und die Druck- und Temperaturverhältnisse dann aufrechterhalten werden, bis die Masse erstarrt ist. Der erniedrigte Druck bzw. die erhöhte Temperatur führt jedoch nicht nur zu einer Vergrößerung der bereits gebildeten Gasblasen; es werden auch neue Blasen gebildet, weil sich die Fähigkeit der Mörtelmasse, das in ihr aufgelöste Gas zurückzuhalten, geändert hat.A further expansion of the vesicles is of course obtained when the Mass is exposed to a negative pressure or when the temperature is increased and the Pressure and temperature conditions are then maintained until the mass solidifies is. However, the reduced pressure or the increased temperature not only leads to an enlargement of the gas bubbles already formed; there will also be new bubbles formed because the ability of the mortar mass to retain the gas dissolved in it, has changed.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auch insbesondere für die Herstellung der allerleichtesten Produkte mit einem Raumgewicht von unter 0,4 kg je Kubikdezimeter in Kombination mit bekannten Verfahren angewendet werden.The method according to the invention can also be used in particular for manufacture the very lightest products with a density of less than 0.4 kg per cubic decimeter can be used in combination with known methods.

Man kann zur Herstellung von Leichtbaustoffen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B. so vorgehen, daß die Mörtelmischung in Formen gegossen wird, die einem Überdruck ausgesetzt werden können, damit sich das Gas in der wäßrigen Phase lösen kann. Eine anschließende Minderung des Drucks verursacht dann die gewünschte Ausdehnung der Masse. Es ist weiter auch möglich, daß man die Gasentwicklung in zwei oder mehreren Stufen bei verschiedenen Druck-bzw. Temperaturverhältnissen und/oder verschiedenen Verfestigungsgraden eintreten läßt.One can for the production of lightweight building materials according to the invention Method z. B. proceed so that the mortar mixture is poured into forms that can be subjected to an overpressure so that the gas is in the aqueous phase can solve. A subsequent reduction in pressure then causes the desired Expansion of the mass. It is also possible that the gas evolution in two or more stages at different pressure or Temperature conditions and / or different degrees of solidification can occur.

Bei der Herstellung von hochporösen Leichtbaustoffen, insbesondere wenn die Mörtelmischung sehr langsam abbindet, ist es vorteilhaft, der Mischung ein viskositätserhöhendes Mittel, z. B. ein Alkalialginat und Polyvinylalkohol und/oder Schaumstabilisatoren, z. B. Saponin, zuzusetzen.In the manufacture of highly porous lightweight construction materials, in particular if the mortar mixture sets very slowly, it is advantageous to add the mixture a viscosity increasing agent, e.g. B. an alkali alginate and polyvinyl alcohol and / or Foam stabilizers, e.g. B. saponin to be added.

Um die Mörtelmischung nach einer geeigneten Zeitdauer zum Verfestigen zu bringen, kann es sich als notwendig erweisen, bekannte Mittel zum Regeln des Verfestigens hinzuzusetzen. Welches Mittel gewählt werden soll, hängt natürlich von der Zusammensetzung der Mörtelmischung und auch davon ab, ob eine Verlängerung oder eine Verkürzung der Abbindezeit gewünscht wird. Beispiel 1500 g einer (einvermahlenen -Mischung aus -25 0/a hydraulischem Binder und 75 °/o Sand werden mit 0,9o 1 Wasser vermischt. Die Mischtemperatur sollte sich auf etwa 2o' C belaufen. Nach Beenden des Mischvorganges, der 2 bis 3 Minuten in Anspruch nimmt, wird Stickoxydul, auch Lachgas genannt, aus einer Druckkammer hinzugefügt, wodurch zuerst die Luft verdrängt wird, worauf der Druck des Stickoxyduls bis auf 2,5 kg/cm= (absoluter Druck) erhöht wird. Der Druck wird so lange aufrechterhalten, bis die Masse kein Stickoxydul mehr absorbiert. Dann wird das Gemisch in Formen gegossen. Sobald die Masse keinem Überdruck mehr ausgesetzt ist, gibt sie etwa drei Fünftel ihres N20-Gehalts ab und bläht sich auf. Ein in der beschriebenen Weise erzeugter Leichtstein besitzt ein Raumgewicht von etwa o,7 kg/dm3.In order to allow the mortar mixture to set after a suitable period of time, it may prove necessary to add known means for regulating the setting. Which means should be chosen, of course, depends on the composition of the mortar mixture and also on whether an extension or a shortening of the setting time is desired. Example 1500 g of a (ground-in mixture of -25 0 / a hydraulic binder and 75% sand are mixed with 0.9o 1 of water. The mixing temperature should amount to about 20 ° C. After the mixing process, the 2 to If it takes 3 minutes, nitrogen oxide, also called laughing gas, is added from a pressure chamber, which first displaces the air, whereupon the pressure of the nitrogen oxide is increased to 2.5 kg / cm = (absolute pressure) Maintain it for a long time until the mass no longer absorbs nitrogen oxide. Then the mixture is poured into molds. As soon as the mass is no longer exposed to excess pressure, it releases about three fifths of its N20 content and expands. A lightweight stone produced in the manner described has a density of around 0.7 kg / dm3.

Claims

PATEN TANSPRUCII: Process for the production of lightweight building materials with the introduction of gases under pressure into hydraulic mortar masses made into a paste with water, pressure reduction and consolidation of the masses, characterized in that in the aqueous phase of the mortar mix easily soluble gases inert to the binder, preferably nitrogen oxide, under pressure are dissolved, whereupon the mass is subjected to a pressure reduction and / or heating during the hardening process. Considered publications: German Patent Nos. 324 315, 421 777, 5 7 2 259, 583 301, 679 146, 726 852; Norwegian Patent No. 75,919; Swedish Patent No. 128,229. H. Staudinger and G. Rienäcker, "Tables of General and Inorganic Chemistry", 1946, p. 67, Tab. G2; J. D 'A ns and E. L ax, "Taschenbuch für Chemiker und Physiker", 1949, p. 97o, tab. 7.