EP0798431A1 - Formkörper aus Reststoffen sowie deren Verwendung - Google Patents

Formkörper aus Reststoffen sowie deren Verwendung Download PDF

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EP0798431A1
EP0798431A1 EP97104041A EP97104041A EP0798431A1 EP 0798431 A1 EP0798431 A1 EP 0798431A1 EP 97104041 A EP97104041 A EP 97104041A EP 97104041 A EP97104041 A EP 97104041A EP 0798431 A1 EP0798431 A1 EP 0798431A1
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weight
shaped body
residues
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materials
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Hannelore Dr. Hitzer
Peter Menhofer
Oliver Gross
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Isola Composites GmbH
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Ferrozell GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/16—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of fibres, chips, vegetable stems, or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G9/00—Forming or shuttering elements for general use
    • E04G9/02—Forming boards or similar elements
    • E04G9/05—Forming boards or similar elements the form surface being of plastics

Definitions

  • the invention relates to moldings made from residues and their use as formwork panels for hydraulic binders and as insulation panels.
  • formwork In construction technology, formwork is used to hold concrete or other hardening building materials until they have hardened and then removed.
  • Formwork panels for concrete formwork generally consist of glued plywood. They are mounted in steel frames and used up to 40 times. After use, the concrete must come off the slab perfectly, which is usually done by using formwork oils. The concrete compressive strength of the slab should be approximately 80 kN / m 2 .
  • the plate must show only a slight swelling compared to water, ie the water absorption must be low.
  • the formwork panel must also be nailable and manageable with the usual lifting equipment and must have a very fine, smooth surface for exposed concrete. Formwork panels that are no longer usable are currently being incinerated at high costs.
  • EP 146 844 A1 proposes the use of thermoplastic materials.
  • the plates made from it proved to be too flexible and can therefore not be used or can only be used to a limited extent.
  • JP 6-254824 describes a process in which waste from carrier materials impregnated with thermosetting resin, in the hardened state, is comminuted into pieces of 5 to 20 mm in size, boiled with melamine resin and then pressed to form the plate. These formwork panels are equipped for single use and should therefore remain in the ground after the hydraulic building materials have hardened.
  • the invention is therefore based on the object of providing moldings for use as formwork or thermal insulation boards for repeated use while avoiding the aforementioned disadvantages.
  • carrier materials such as paper and tissue made of natural and synthetic fibers, which are impregnated with thermosetting resins and converted into the cured state by pressure and heat, can be used as starting materials.
  • processing dusts, sawing and trimming waste and unusable objects such as plates, pipes, rods and pressed molded parts are produced and, if necessary, are comminuted.
  • thermosetting resins used are polyester resins, melamine resins, phenolic resins such as novolaks and resols, silicone resins, epoxy resins and their compatible mixtures.
  • the amount of binder required in the shaped bodies is reduced by the use of comminuted, impregnated, not hardened materials which are unusable for the actual purpose. This has the advantage that the manufacturing costs are reduced and another waste material is recycled. These crushed, soaked materials can have a length of 2 to 40 mm, for example.
  • the structure-loosening and density-reducing additives can be added.
  • Materials that loosen the structure of the molded body include expandable microspheres, hollow microspheres of another type, fly ash, thermoplastic powder, hollow glass spheres and cellulose-based materials.
  • fillers that reduce this density achieves plate weights that enable the use of conventional lifting equipment.
  • the use of the uncured, impregnated materials enables the molded articles to withstand pressure, as is known from wooden panels.
  • additives are preferably added to the mixture in an amount of 3 to 8% by weight, based on the total weight of the shaped body, before the pressure and heat treatment.
  • Such additives are preferably metal soaps, such as alkaline earth stearates or zinc stearate.
  • the shaped body according to the invention contains residues with a glass transition temperature (Tg) of> 130 ° C.
  • the moldings according to the invention can have a cover layer made of impregnated carrier materials on one or both sides. These are materials made of glass, carbon, plastic or cellulose, which are impregnated with resins and applied to the molded articles according to the invention.
  • the starting materials are mixed homogeneously and pressed at temperatures above 150 ° C., preferably at 165 to 185 ° C. in suitable tools.
  • the compression is preferably carried out in high-pressure presses (multi-stage presses) at a specific pressure of 10 to 60 bar.
  • Suitable tools are also simple shapes that consist of two sheets with or without spacers.
  • the used molded article produced according to the invention can be returned to the recycling process 100%.
  • the moldings according to the invention are stable even after prolonged use in water and in frost. They have the required strength properties and can be nailed. Their property profile is such that they can replace wooden formwork panels and thus limit the wood consumption. In contrast to the use of wooden panels for formwork purposes, the use of a formwork oil with which wooden shuttering panels had to be treated prior to their use is unnecessary.
  • the table below shows the properties of a molded body according to the invention for use as a formwork panel for hydraulic binders in comparison to a wooden formwork panel and the embodiment according to JP 6-254824.

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Abstract

Ein Formkörper enthält a) Reststoffe aus der mechanischen Bearbeitung von mit duroplastischen Harzen getränkten und ausgehärteten Trägermaterialien, b) bis zu 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, duroplastische Harze und Härter und c) 10 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, zerfaserte, unausgehärtete getränkte Materialien, wobei 15 bis 30 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von <= 0,5 mm und 20 bis 40 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von 0,5 bis 4 mm aufweisen; dieser Formkörper soll als Schalplatte oder Dämmplatte eingesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft Formkörper aus Reststoffen sowie deren Verwendung als Schalplatte für hydraulische Bindemittel und als Dämmplatte.
  • In der Bautechnik werden Schalungen zur Aufnahme von Beton oder anderen erhärtenden Baustoffen bis zu deren Erhärtung eingesetzt und anschließend entfernt. Schalplatten für Betonschalungen bestehen im allgemeinen aus verleimtem Schichtholz. Sie werden in Stahlrahmen montiert und bis zu 40 mal eingesetzt. Nach dem Einsatz muß sich der Beton einwandfrei von der Platte lösen, was üblicherweise durch den Einsatz von Schalölen geschieht. Die Betondruckfestigkeit der Platte sollte etwa 80 kN/m2 betragen. Gegenüber Wasser darf die Platte nur eine geringe Quellung aufweisen, d.h. die Wasseraufnahme muß niedrig sein. Die Schalplatte muß ferner nagelbar und mit den üblichen Hebezeugen handhabbar sein und muß für Sichtbeton eine sehr feine, glatte Oberfläche aufweisen. Nicht mehr verwendbare Schalplatten werden derzeit einer mit hohen Kosten verbundenen Verbrennung zugeführt.
  • Nach längerem Gebrauch der Schalplatte in Wasser und bei Frost treten durch das eingedrungene Wasser Frostaufbrüche auf, die zu einer frühen Unbrauchbarkeit der Platte führen.
  • Es hat verschiedene Versuche gegeben, diese Nachteile der Holzplatte zu überwinden. So schlägt die EP 146 844 A 1 den Einsatz von thermoplastischen Materialien vor. Die daraus hergestellten Platten erwiesen sich jedoch als zu biegeweich und sind daher nicht oder nur eingeschränkt nutzbar.
  • JP 6-254824 beschreibt ein Verfahren, in dem Abfälle aus mit duroplastischem Harz getränkten Trägerstoffen in ausgehärtetem Zustand zu 5 bis 20 mm großen Stücken zerkleinert, mit Melaminharz gekocht und anschließend zur Platte verpreßt werden. Diese Schaltafeln sind zum einmaligen Gebrauch ausgerüstet und sollen somit nach dem Aushärten der hydraulischen Baustoffe im Erdreich verbleiben.
  • Da diese Platten wegen ihrer grobstückigen Zusammensetzung keine glatten Oberflächen liefern sind sie für den Sichtbereich ungeeignet. Die grobstückig strukturierte Oberfläche führt zu einer schlechten Lösbarkeit des Betons von der Plattenoberfläche. Die grobe Stuktur weist ferner eine zu hohe Wasseraufnahme auf, so daß der Einsatz der Platte bei niedrigen Temperaturen nicht möglich ist. Wegen ihrer Sprödigkeit durch Verwendung von Melaminharz und ihrer Grobstückigkeit ist eine solche Platte darüber hinaus nicht nagelbar. Wegen des Gehalts an toxischem Kupfer würden Schalplatten dieser Art nach den gängigen Bestimmungen in der Bundesrepublik Deutschland nicht als deponierfähig angesehen. Diese Platte wird durch Kochen der Reststoffe mit flüssigem Bindemittel und anschließendem Verpressen erzeugt. Die Handhabbarkeit solcher klebriger Massen ist aufwendig in Transport und Dosierung und macht eine kostengünstige Herstellung schwierig.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Formkörper zur Verwendung als Schal- oder Wärmedämmplatte für den mehrmaligen Gebrauch unter Vermeidung der zuvor genannten Nachteile bereit zu stellen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Formkörper, der
    • a) Reststoffe aus der mechanischen Bearbeitung von mit duroplastischen Harzen getränkten und ausgehärteten Trägermaterialien mit unterschiedlichen Korngrößen,
    • b) bis zu 15 Gew.% duroplastische Bindemittel und Härter
    • c) sowie 10 bis 35 % zerfaserte, unausgehärtete, getränkte Materialien enthält,
    wobei 15 bis 30 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von ≤ 0,5 mm und 20 bis 40 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von 0,5 bis 4 mm aufweisen.
  • Erfindungsgemäß können als Ausgangsmaterialien Trägerstoffe wie Papier und Gewebe aus natürlichen und synthetischen Fasern, die mit duroplastischen Harzen getränkt und durch Druck und Hitze in den ausgehärteten Zustand überführt werden, eingesetzt werden. Bei der Bearbeitung dieser Materialien fallen Bearbeitungsstäube, Säge- und Besäumabfälle und unbrauchbare Gegenstände wie Platten, Rohre, Stäbe und gepreßte Formteile an und werden gegebenenfalls zerkleinert.
  • Als duroplastische Harze werden erfindungsgemäß Polyesterharze, Melaminharze, Phenolharze wie Novolake und Resole, Silikonharze, Epoxidharze und deren verträgliche Gemische verwendet.
  • Durch den Einsatz zerkleinerter, getränkter, nicht ausgehärteter Materialien, die für den eigentlichen Verwendungszweck unbrauchbar sind, wird die Menge an benötigtem Bindemittel in den Formkörpern verringert. Das hat den Vorteil, daß die Herstellungskosten gesenkt werden und ein weiterer Abfallstoff der Wiederverwendung zugeführt wird. Diese zerkleinerten, getränkten Materialien können beispielsweise eine Länge von 2 bis 40 mm aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Struktur auflockernde und die Dichte reduzierende Zusatzstoffe Zugesetzt werden. Die Struktur des Formkörpers auflockernde Materialien umfassen durch Wärmebehandlung blähbare Mikrokugeln, Mikrohohlkugeln anderer Art, Flugasche, thermoplastische Pulver, Hohlglaskugeln und Materialien auf Cellulosebasis.
  • Durch den Einsatz dieser Dichte verringernden Füllstoffe werden Plattengewichte erreicht, die den Einsatz üblicher Hebezeuge ermöglichen. Der Einsatz der nicht ausgehärteten getränkten Materialien ermöglicht eine Druckfestigkeit der Formkörper, wie sie von Holzplatten bekannt ist.
  • Zur Förderung der Trennbarkeit der Formkörper von Beton werden vorzugsweise Zusatzstoffe vor der Druck- und Wärmebehandlung dem Gemisch vorzugsweise in einer Menge von 3 bis 8 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, zugesetzt. Solche Zusatzstoffe sind vorzugsweise Metallseifen, wie Erdalkalistearate oder Zinkstearat.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Formkörper Reststoffe mit einer Glasumwandlungstemperatur (Tg) von >130°C.
  • Die erfindungsgemäßen Formkörper können ein- oder beidseitig eine Decklage aus getränkten Trägermaterialien aufweisen. Dies sind Materialien aus Glas, Kohlenstoff, Kunststoff oder Zellstoff, die mit Harzen imprägniert, auf die erfindungsgemäßen Formkörper aufgebracht sind. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper werden die Ausgangsmaterialien homogen vermischt und bei Temperaturen über 150°C, vorzugsweise bei 165 bis 185°C in geeigneten Werkzeugen verpreßt. Vorzugsweise erfolgt das Verpressen in Hochdruckpressen (Etagenpressen) bei einem spezifischen Druck von 10 bis 60 bar. Geeignete Werkzeuge sind auch Einfachformen, die aus zwei Blechen mit oder ohne Distanzhaltern bestehen.
  • Der erfindungsgemäß hergestellte, verbrauchte Formkörper kann dem Recyclingprozeß zu 100 % wieder zugeführt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Formkörper sind beständig auch bei längerem Gebrauch in Wasser und bei Frost. Sie besitzen die geforderten Festigkeitseigenschaften und sind nagelbar. Ihr Eigenschaftsbild ist derartig, daß sie hölzerne Schalplatten ersetzen und somit den Holzverbrauch einschränken können. Anders als bei Einsatz von Holzplatten für Schalungszwecke erübrigt sich erfindungsgemäß der Einsatz eines Schalöls, mit dem Holzschalplatten vor deren Einsatz behandelt werden mußten.
  • Überraschend wurde festgestellt, daß, obwohl geringe Quellung und gute Nagelbarkeit einander widersprechende Eigenschaften sind, bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Nagelbarkeit bei geringer Quellung möglich ist. Durch die glatte Oberfläche der Formköprer ist deren Einsatz auch für Sichtbeton geeignet.
  • Die nachfolgende Tabelle zeigt die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Formkörpers zur Verwendung als Schalplatte für hydraulische Bindemittel im Vergleich zu einer Holzschalplatte und der Ausführungsform nach JP 6-254824.
    Figure imgb0001

Claims (9)

  1. Formkörper, enthaltend
    a) Reststoffe aus der mechanischen Bearbeitung von mit duroplastischen Harzen getränkten und ausgehärteten Trägermaterialien,
    b) bis zu 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, duroplastische Harze und Härter und
    c) 10 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, zerfaserte, unausgehärtete getränkte Materialien,
    wobei 15 bis 30 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von ≤ 0,5 mm und 20 bis 40 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von 0,5 bis 4 mm aufweisen.
  2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 30 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen.
  3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper dichteverringernde Füllstoffe enthält.
  4. Formkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzstoffe wie Metallseifen enthalten sind.
  5. Formkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reststoffe eine Glasumwandlungstemperatur von größer 130°C aufweisen.
  6. Formkörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beidseitig eine Decklage aus getränktem Trägermaterial aufgebracht ist.
  7. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Schalplatte für hydraulische Bindemittel.
  8. Verwendung eines Formkörpers nach Anspruch 5 als Dämmplatte.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
    a) Reststoffe aus der mechanischen Bearbeitung von mit duroplastischen Harzen getränkten und ausgehärteten Trägermaterialien,
    b) bis zu 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, feste duroplastische Harze und Härter und
    c) 10 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, zerfaserte, unausgehärtete getränkte Materialien,
    wobei 15 bis 30 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von ≤ 0,5 mm und 20 bis 40 Gew.% der Reststoffe eine Korngröße von 0,5 bis 4 mm aufweisen, homogen vermischt und unter einem Druck von 10 bis 60 bar bei einer Temperatur über 150°C verpreßt und aushärtet.
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