DK155658C - Fremgangsmåde ved fremstilling af et hydrotermisk hærdende, asbestfrit, ildfast formlegeme - Google Patents

Description

1DK 155658 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved fremstilling af en hydrotermisk hærdende, asbestfri, ildfast byggeplade af kalkholdige og kiseljordholdige komponenter, cellulosefibre og i givet fald uorganiske fibre. 5 De ved fremgangsmåden fremstillede formlegemer er især byggeplader.

DE patentskrift nr. 1.239.608 beskriver en fremgangsmåde ved fremstilling af formlegemer, ved hvilken perlit og vermiculit røres op med cellulosefibre under 10 anvendelse af et hydraulisk eller bituminøst bindemiddel til frembringelse af en opslæmning, som afvandes og under anvendelse af tryk og i givet fald under indvirkning af varme presses til formlegemer. De ifølge denne fremgangsmåde fremstillede formlegemer har kun ringe 15 bøjestyrke og en hel utilstrækkelig ildfasthed.

Fra DE offentliggørelsesskrift nr. 2.411.864 kendes en .fremgangsmåde ved fremstilling af ildbestandige pladeprodukter ved hvilken korte og lange stabelglasfibre, hydraulisk cement, siliciumdioxid, cellu-20 losefibre i givet fald perlit og/eller diatomit og vand blandes indbyrdes til en opslæmning. Opslæmningen formes derefter til plader, som komprimeres, ældes, behandles i autoklave og tørres. Disse plader har ganske vist en forbedret bøj estyrke i forhold til de i følge 25 DE patentskrift 1.239.608 fremstillede formlegemer, men deres ildfasthed er dog ikke tilfredsstillende.

En fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art er kendt fra DE fremlæggelsesskrift nr. 1.646.962. Det ifølge denne fremgangsmåde fremstillede formlegeme 30 har en stor termisk krympning, hvilket fører til brud i formlegemet ved høje temperaturer og dermed til en ringe ildfasthed.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis 35 nævnte art, ved hvilken der kan fremstilles byggeplader med høj bøjningsstyrke og ildfasthed.

2

2DK 155658 B

Dette formål er opfyldt ved den i krav 1 angivne fremgangsmåde.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til fremstilling af byggeplader. Det bemærkes dog, at udtrykket "byggeplade" anvendes i den videste forstand dvs. som betegnelse for plader, som kan anvendes til ethvert ønsket byggeformål. Således omfatter dette udtryk eksempelvis også plader, som anvendes i skibe og er kendt som skibsplader.

Cellulosefibrene til forstærkningen er eksempelvis fibre fremstillet af pulp til papirfremstilling, eksempelvis pulp fremstillet ved sulfatfremgangsmåden eller sulfitfremgangsmåden eller ved en mekanisk fremgangsmåde og pulp af alle arter fra affaldstræ, jute, hør, bomuld, halm, espartogræs, hamp, "ramle" og bagas-se.

Blandingen kan endvidere tilsættes uorganiske fiberformige forstærkningsmaterialer. I afhængighed af de yderligere forstærkningsmaterialer og også af den anvendelse, hvortil de ifølge opfindelsen fremstillede byggeplader skal anvendes, kan det forstærkende materiale indeholde hvad som helst fra 5 til 100 vægtprocent cellulosefibre. Selv om cellulosefibrene hovedsageligt anvendes til forstærkningsformål, bibringer de dog en del af ildfastheden ved de ifølge opfindelsens fremgangsmåde fremstillede byggeplader. En forbedret ildfasthed kan opnås ved yderligere uorganiske fiber-formige forstærkningsmaterialer, som anvendes i forbindelse med cellulosefibrene og omfatter mineralfibre såsom glasfibre (indbefattende alkalibestandige glasfibre), slaggeuldsfibre og stenuldsfibre, keramiske fibre, som zirkoniumoxidfibre og alimuniumoxidfibre, kvarts-aluminiumoxidfibre, aluminiumsilikatfibre og metaltråde. Vilkårlige af disse fibre eller tråde eller alle disse fibre eller tråde kan være belagte eksempelvis med alkalibestandige materialer. Når disse yderli- 3

3DK 155658 B

gere fiberformige forstærkningsmaterialer anvendes, tilsættes de fortrinsvis i en mængde på 95-0,5 vægtprocent og fortrinsvis 40-10 vægtprocent i forhold til den samlede vægt af fiberformige forstærkningsmaterialer.

Det med vand hærdende uorganiske bindemiddel er en autoklavebehandlet eller ikke-autoklavebehandlet kombination af kiseljordholdige komponenter (dvs. et materiale indeholdende reaktionsdygtig kiseljord eksempelvis PFA (pulveriseret flyveaske), kvartssand, ler eller diatomit) og kalkholdige komponenter (dvs. et vilkårligt mineral, råmateriale eller affaldsprodukt, som indeholder mere end 30% CaO, eksempelvis brændt kalk). Blandingen kan endvidere tilsættes cement.

Det uorganiske bindemiddel tilsættes fortrinsvis i en mængde på 70-90 vægtprocent af den samlede vægt af bindemiddel og fibre.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilsættes glimmer og/eller vermiculit til blandingen i en mængde indtil 50 vægtprocent i forhold til det samlede faststofindhold i blandingen. Et særligt vigtigt resultat af anvendelsen af vermiculit og/eller glimmer ved den opfindelsesmæssige fremgangsmåde er forbedrede krympe-egenskaber ved den dannede byggeplade. En mindre krympning ved høje temperaturer er et karaktertræk, som gør de ifølge opfindelsens fremgangsmåde fremstillede plader særlig interessante for byggeindustrien.

Andre fyldstoffer som kan være indeholdt i den ved fremgangsmåden anvendte blanding omfatter granulerede, celleformede eller fiberformede fyldstoffer såsom perlit, kieselguhr, ler og leraffald, karbonat, såsom kalk, dolomit og magnesiumkarbonat, wollastonit og andre kalciumsilikat fy Idstof fer. Disse kan være til stede i en mængde på 1-50 vægtprocent i forhold til det samlede faststofindhold. Det skal også påpeges, at kieselguhr, ler og leraffald når de indeholer reaktionsdygtig kieseljord kan udgøre en komponent af bindemidlet.

4

4DK 155658B

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der ifølge en variant først fremstilles en vandig opslæmning af blandingen. Denne vandige opslæmning har normalt et faststofindhold på 3-20 vægtprocent eller mere, eksempelvis 30 vægtprocent. Opslæmningen kan opvarmes noget, eksempelvis til 25-45°C og kan indeholde små mængder af sådanne tilsætninger som flokkulanter til regulering af tilbageholdelse af udgangsmateriale og som filtrationshjælpemidler (såsom polyacrylamider), vandtilbageholdelseshjælpemidler, modifikatorer til vandindholdet (eksempelvis carboxymethylcellulosederi-vater,polyethylenoxider), befugtningsmidler (eksempelvis detergenter), og hærdereguleringsmidler (eksempelvis kalciumchlorid og lignosulfonater).

Opslæmningen kan derefter formes til plader ved enhver fremgangsmåde til fremstilling af byggeplader af fiberforstærket cement. Disse fremgangsmåder er eksempelvis (a) Hatschek-fremgangsmåden, (b) Magnani-fremgangsmåden, (c) anvendelse af en enkel presse og (d) Fourdrinier-fremgangsmåden, hvor pladerne ved alle fremgangsmåder afvandes i en grad, således at de er lette at håndtere. Ved Magnani-processen påføres opslæmningen et ubrudt stykke filt mellem to drevne fordelervalser. Fordelervalserne er anbragt på en vogn, som bevæges frem og tilbage over en bestemt længde af indretningen. Under filten findes en række indbyrdes forbundne vacuumkasser og disse bevæges frem med det ubrudte filt. Medens vandet ved vacuummet fjernes fra opslæmningen på filten, øges materialets volumen yderligere under hver passage af fordelervalserne, som bevæges frem og tilbage. Når de således dannede plader forlader det område, som er dækket af fordelervalsernes bevægelse, dræneres de yderligere af vacuumkasserne. Pladerne løber derefter gennem et sæt oscillerende ka-landervalser, som glatter pladernes overflader og gennem hvilke pladerne får deres endelige tykkelse. Pia- 5

5DK 155658 B

derne færdiggøres derefter og afskæres på den ønskede længde.

Efter at pladerne er fremstillet ved en vilkårlig af disse i princippet kendte fremgangsmåder gives 5 bindemidlet og i givet fald cementen lejlighed til at hærde eller afbinde. Dette sker ved en autoklavebehandling. Pladerne kan da i givet fald straks tørres.

Udgangsopslæmningen fremstilles normalt ved formaling (vandpulpdannelse) og dispergering af det fi-10 brøse matriale, som massen skal indeholde, i vand efterfulgt af tilsætning af de andre pulverformede materialer til dannelse af en opslæmning med et tilnærmet forhold mellem vand og fast stof på 5:1 til 10:1. Opslæmningen fortyndes derefter yderligere med vand til 15 tilvejebringelse af et vand/faststofforhold på ca. 25:1. Der fremstilles derefter plader af denne opslæmning ved afvanding på den anvendte maskine til tilvejebringelse af et vand/faststofforhold på ca. 1:1.

Når der tilsigtes fremstilling af andre formede 20 genstande end byggeplader sammensættes massen således, at den får en viskositet, der egner sig til den specielle påtænkte fremstilling. Ved fremstilling af rørlængder, skal massen således være væsentligt mere viskos end ved fremstilling af plader.

25 Ved en anden variant af fremgangsmåden ifølge opfindelsen formes det uorganiske bindemiddel lige før det blandes med fibrene. Således kan eksempelvis brændt kalk (den kalkholdige komponent) og kvarts (den kisel-jordholdige komponent) omsættes eller blive bragt til 30 reaktion forud i en autoklave med omrøring under dannelse af tobermorit. Det fibrøse fyldmateriale glimmer og/eller vermiculit og ethvert andet fyldmateriale røres derefter ud i det vandige system af tobermorit, som derefter bringes i den ønskede facon, eventuelt auto-35 klaveres yderligere, drænes og tørres.

Ved en yderligere udførelsesform fremstilles en opslæmning af de kalciumsilikatdannende komponenter, 6

6DK 155658 B

forstærkende fibermateriale, glimmer og/eller vermicu-lit og vand og denne opslæmning tilsættes friskfrem-stillet tobermorit eller xonotlit. Blandingen formes derefter, afvandes, autoklaveres og tørres. Som det tidligere er beskrevet.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet ved hjælp af eksempler, hvori alle de angivne andele er efter vægt.

EKSEMPEL 1

En blanding af 6 dele cellulosefibre og 6 dele alkalibestandige glasfibre dispergeres i vand, derefter tilsættes 37,7 dele brændt kalk, 15,8 dele kvarts, 21,5 dele diatomit og 13,0 dele vermicult til frembringelse af en opslæmning med et vand: faststof forhold på ca. 10:1. Opslæmningen formes til plader ved afvanding på en Hatschek-maskine, hvorved der opnås et vand faststof forhold på 1:1. De formede plader behandes i autoklave ved 10,5 atm i 18 timer og slutproduktet har en massefylde på 710 kg/m3 og en brudstyrke på 8,6 N/mm2.

Lignende resultater opnås når pladerne fremstilles på en Magnani-maskine eller i en presse.

EKSEMPEL 2

Under anvendelse af en lignende fremgangsmåde som i førnævnte eksempel blev fremstillet byggeplader på en presse ud fra en vandig opslæmning, som indeholdt 10 dele cellulosefibre, 50 dele vermiculit, 21 dele brændt kalk og 19 dele kvarts. Pladerne blev behandlet i en autoklave i 36 timer ved 10,5 at og de havde en massefylde på 600 kg/m3 og en brudstyrke på 6,5 N/mm2. EKSEMPEL 3 oq 4

Under anvendelse af den i eksempel 1 beskrevne grundfremgangsmåde blev fremstillet byggeplader af de i den følgende tabel II angivne bestanddele under anvendelse af de der ligeledes angivne betingelser for autoklavebehandlingen. Cellulosefibrene blev dispergeret i vand og formalet (underkastet vandpulpdannelse), de øv- 7

DK 155658 B

rige bestanddele blev tilsat og den resulterende opslæmning grundigt gennemblandet og yderligere fortyndet. Den blev formet til plader under anvendelse af de anførte metoder og pladerne blev autoklaveret. De såle-5 des frembragte plader besad de angivne egenskaber.

Den angivne "MFT"-revneprøve (micro fire test) blev udført som følger: En blok af hvert produkt med en diameter på ca. 100 mm og en tykkelse på ca. 10 mm blev opvarmet med den i den britiske norm BSS 476, Part 8 10 (1972) angivne hastighed. Denne hastighed er angivet i den følgende tabel I, i hvilken.T er ovntemperaturen i °C til tiden t og T0 er ovnudgangs temperaturen, som skal ligge mellem 10°C og 40°C:

TABEL I

15 __

Tid t TemperaturforøgeIse min i ovn (T - Tq) 20 25 10 15 30 60 90 120 180 240 360 556 659 718 821 925 986 1029 1090 1133 1193

Den tid det tog fra begyndelsen af opvarmningen til fremkomsten af den første revne blev konstateret er angivet i sidste linie i tabel II nedenfor.

30 8

DK 155658 B

TABEL II

Bestanddele og egenskaber Eksempel 3 Eksempel 4 Cellulose (vægtprocent) 12,0 10,0 Kalk (%) 31,8 • 42,0 Kvarts (%) 29,2 21,0 Vermiculit (%) 12,0 12,0 Cement (%) 15,0 15,0 Fremstillingsmetode Hatschek eller Magnani Hatschek eller Magnani Autoklaveringsbetingelser ca.9i~10at/24h ca.9i~10at/24h 3 Tæthed (kg/m ) 725 715 2 Brudstyrke (N/mm ) 12 5,5 MFT revne (minutter) 15 20 EKSEMPEL 5

Der blev fremstillet et vandholdigt kalciumsilikat af tobermorit-typen ved at formalet kvarts og hydratkalk i et molært forhold på Ca0:Si02 på 0,9 til 1,0 reagerede i en autoklave med omrøring og under et damptryk på 9,44 atm.

Der blev tilsat 16 vægtprocent stenuldfibre, 1 vægtprocent hakket glasfiber, 1 vægtprocent cellulosepulp og 20 vægtprocent formalet glimmer til det således fremstillede bindemiddel. Blandingen blev grundigt omrørt og derefter presset til plader ved hjælp af en hydraulisk presse og en afvandingsform. Pladerne blev tørret ved 150°C.

Disse pladers egenskaber blev målt ligesom egenskaberne af plader, som blev fremstillet på samme måde men uden noget glimmerindhold. Resultaterne er vist i nedenstående tabel III. Som det ses af værdierne for

Claims (3)

9DK 155658B krympning ved høje temperaturer giver det glimmerholdi-ge materiale en væsentlig forbedring, som igen fører til forbedret TABEL III ildfasthed. Egenskaber Materiale Materiale uden glimmer med Glimmer Massefylde (kg/m^) 270 285 Trykstyrke (bar) 18,6 17,9 Bøjestyrke (bar) 4,68 4,13 Varmekrympning (%) 950°C 2,95 1,30 1000°C O to "tf 2,20 PATE NTRRAV

1. Fremgangsmåde ved fremstilling af en hydrotermisk hærdende, asbestfri, ildfast byggeplade af 20 kalkholdige og kiseljordholdige komponenter, cellulosefibre og i givet fald uorganiske fibre, kendetegnet ved, at blandingen tilsættes vermiculit og/eller glimmer i en mængde indtil 50 vægt% i forhold til det samlede faststofindhold i blandingen, og at de 25 kalkholdige og de kiseljordholdige komponenter reageres i en autoklave før og/eller efter blandingen og formningen .

2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at blandingen tilsættes cement.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, ken detegnet ved, at det uorganiske bindemiddel er tilstede i blandingen i en mængde, der andrager 70-90 vægtprocent af den samlede mængde af bindemiddel og fibre.