NO760582L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av lette, porøse bygnings- og isolasjonsmaterialer.

Ved en rekke av de kjente fremgangsmåter for fremstilling av porøse, keramiske byggematerialer tilveiebringes porøsi-teten ved at det i et råmateriale for fremstilling av keramiske produkter inkorporeres såkalte utbrenningsstoffer hvorpå produk-tet formes, tørkes og brennes.

Under bortbrenningsprosessen brenner utbrenningsstof-fet bort og etterlater hulrom, hvorved det ferdige produkt oppnår

en større eller mindre porøsitet. Som utbrenningsstoff har man f. eks. anvendt brennbare organiske materialer, som f. eks. sagmugg>torv, kork, kullstøv og celluloseprodukter. Disse materialer gir imidlertid årsak til sprekkdannelse og derav følgende dårlig trykkstyrke, hvorfor man neppe i praksis kan oppnå en ønskelig lav spesifik vekt.

Det er videre kjent å blande inn sammenpressbare legemer av plantestengelmarv i et keramisk herdende råmateriale. Marvens store sammentrykkbarhet vil imidlertid bevirke en sammen-presning allerede ved formningen av råmaterialet, f. eks. leire, og ved den etterfølgende tørking vil man derfor neppe kunne oppnå lette, og likevel trykksterke produkter. Det er videre et problem at plantemarven, i likhet med de ovennevnte organiske materialer opptar vann, hvilket vanekeliggjør den senere tørkingsprosess.

I tysk utlegningsskrift nr. 1.126.302 er det videre foreslått å innarbeide delvis sammentrykkbare, ferdig oppskum-mede plastpartikler i leirarter og forme den dannede blanding,

f. eks. ved uthelling eller stamping eller strengpressing i en maskin, hvorpå de formede produkter tørkes og brennes til et

sluttprodukt, hvorved plastmaterialet unnviker. Den anvendte plast er fortrinnsvis et skumstoff, særlig ekspanderte polystyrenpar-

tikler, og disse har en diameter på 0.5 - 10 mm.

Imidlertid er denne metode blitt mere uøkonomisk på grunn av de stigende priser på den plast som anvendes som ut-brenningsstof f , likesom partikkelstørrelsen nødvendigvis fører til makroporøse materialer med en ofte uhensiktsmessig stor vannopp-tagelse og alt etter utførelsen utilfredsstillende trykkstyrke og andre fysiske egenskaper.

Hvis plastpartiklene inkorporeres i hydraulisk herdende materialer, f. eks. ved betongfremstilling, iakttar man videre ofte en dårlig binding mellom plasten og råmaterialet.

Et annet kjent prinsipp ved fremstilling av porøse bygge-og isolasjonsmaterialer er inkorporering av gassavgivende stoffer i keramisk eller hydraulisk herdende råmaterialer, som derpå enten ved den mekaniske blanding eller ved senere tørking og brenning fraspalter gasser, som bevirker en skumning eller oppblæring av utgangsmaterialet. Denne metode egner seg imidlertid bare til fremstilling av materialer,, hvor det stilles beskjedne krav til trykkstyrken, fordi man i praksis ikke kan kontrollere celle-størrelsen, som kan være særdeles uregelmessig. Videre medfører såvel selve bearbeidingen av utgangsmaterialet, iblandingen av gassavgivende stoffer som tørkingen og den eventuelle brenning eller autoklavering, et stort energiforbruk.

I USA patentskrift nr. 3.175.918 er beskrevet en kombi-nasjon av ovennevnte to prinsipper ved en fremgangsmåte for fremstilling av porøse, ildfaste legemer av ildfaste materialer, som f. eks. silisiumkarbid og andre karbider, borider, nitrider og silicider, .ved anvendelse av f. eks. fenolplaster og epoksyplaster som bindemidler i nærvær av allerede oppskummete, herdete f. eks. fenolplastpartikler eller gassavspaltende plaster som f. eks. polyisocyanater, som oppskummer under eller etter blsndin-gen av de ovennevnte komponenter.

Ved denne fremgangsmåte er det imidlertid nødvendig

å anvende relativt store mengder plastbindemiddel, som skal for-kulles ved oppvarmning og videreomdannes f. eks. til silisiumkarbid. Under forkullingen foreligger en tilbøyelighet til kraf-tig krymping, hvilket fører til produkter med uønskede sprekker og unøyaktige mål og form.

Et tredje prinsipp er beskrevet i tysk utlegningsskrift nr. 2.022.419 og 2.023.419. Disse skrifter beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av porøse, brente granulater eller formlegemer ut fra støvformede mineralske stoffer, f. eks. leire, flyvesand eller flyveaske, hvorunder disse stoffer blan-des med vann til en grøtaktig formbar masse, hvoretter det tilsettes en skummasse, hvorpå den samlede blanding tørkes, brennes eller herdes på kjent måte.

Den nevnte skummasse består av i og for seg kjente skumdannere som skummer ved vanntilsetning, og kan f. eks. være tensider, f. eks. fettalkoholpolyglykolestere, fettalkoholsulfa-ter, alkylsulfonater, fettalkoholetersulfater og alkylfenolpoly-glykoletere.

Det har imidlertid vist seg at disse skummasser ikke

har den nødvendige styrke til å motstå trykket fra f. eks. leire, og ved bearbeidingen forøvrig når massene sammenblandes, hvorfor størstedelen av luftblærene brister og man får en utilfredsstillende porøsitet som i praksis sjeiden overstiger 10%. Dette forhold er særlig uttalt når f. eks. leirmassen underkastes den vanlige plastifisering<y>fd behandling med vanndamp, idet største-delen av skummet da faller sammen I

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å angi en fremgangsmåte for. fremstilling av lette, porøse bygge- og isolasjonsmaterialer som ikke er beheftet med ovennevnte ulemper, og som både kan anvendes ved arbeide i marken og ved industriell fremstilling.

Dette oppnåes ifølge oppfinnelsen ved at det til det utvalgte råmateriale i finfordelt og plastisk tilstand- tilsettes en enda ikke herdet mekanisk oppskummet to-komponent skummasse, inneholdende en første komponent i form av et tradisjonelt skumdannende overflateaktivt middel, og en annen komponent i form av et strukturmateriale i vandig oppløsning, dispersjon eller emulsjon. Det skumdannende overflateaktive middel kan f. eks. være av den ovennevnte art, mens strukturmaterialet ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis er: a) vannoppløselige syntetiske eller naturlige termoherdende plaster, f. eks. aminoplaster, som f. eks. karbamidplaster

(urinstof-formaldehyd-plaster) og melaminplaster, fenol-

eller epoksyplaster, og/eventuelt

b) plastdispersjoner, f. eks. an vinylacetat-,vinylklorid-, vinylidenklprid- eller akrylpolymere eller kopolymere,

og/eller

c) syntetiske eller naturlige latexer og/eller voksemulsjoner

d) modifiserte eller umodifiserte.polysakarider, herunder stivel-ses- og celluloseprodukter, f. eks. CMC.

De ovennevnte strukturmaterialer kan anvendes såvel en-keltvis som i innbyrdes blanding, alt avhengig av det ønskede sluttprodukt, og de derav avledede bearbeidings-, særlig blan-dings- og pressetrinn, idet styrkekravene til skummet varierer etter bearbeidingens art.'Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som erkarakterisert veddet i karakteristikken til krav 1 angitte,er anvendelig både■for fremstilling av alle arter av byggelementer (mursten) og for fremstilling av klinker og granulater, samt til form-artikler og stampemasser, inklusive ildfaste materialer. De fremstilte granulater kan f. eks. anvendes som tilslagsmaterialer ved fremstilling av lettchamotte eller lettbetong, eller de kan ved pressing i nærvær av egnete bindemidler formes til materialer med forhøyet porøsitet.

Anvendelige utgangsmaterialer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er:

a) Keramisk herdende materialer,

som f. eks. leire, leirskifer, kaolin, chamotte etc. og/eller

b) Kemisk bindende<p>g/eller hudraulisk herdende materialer herunder også latent hydrauliske materialer

som f. eks. sement,magnesit, gips, flyveaske,. lateritisk jord, bauxit og kalk eventuelt i forbindelse med vann og/eller visse metallsalter, f. eks. magnesiumsulfat eller natrium-sulfat.

Det er av avgjørende betydning for fremgangsmåtens gun-stige forløp at de ovennevnte utgangsmaterialer har en meget høy finhetsgrad ( 1 p eller lavere og opp til 1 mm), som hvis produk-tet ikke i seg selv er tilstrekkelig fint, må tilveiebringes

ved findeling.

Fremgangsmåten har den ytterligere fordel at det-anvendte skum foruten å være så stabilt at det kan motstå påvirkningene fra f. eks. leirmaterialet under sammenblandingen, og den herunder forekommende mekaniske bearbeiding, og således har en høy utnyttelsesgrad, forstått som det ferdige produkts porevolum, videre har en meget høy oppskumningsgrad, dvs. volumforholdet mellom skummiddel plus strukturmaterialet og. det ferdige skum, på 1:24-1:30 i ekstreme tilfeller 1:40, hvilket gir et tørrere skum og hermed lavere energiforbruk ved tørking og/eventuelt brenning enn ved de i ovennevnte utlegningsskrifter fremstilte skummasser

hvor man i praksis sjelden vil kunne oppnå skumningsgrader på

over 1:14, hvortil kommer de øvrige beskrevne ulemper. Det tør-rere skum er også en fordel ved råmaterialer som undergår hydraulisk herding, idet man herved nedsetter mengden av overskuddsvann som senere skal fjernes ved uttørking.

Det ifølge oppfinnelsen anvendte skum, som virker som bæremedium for små luftblærer, har en meget stor spesifik overflate, og vil på overflaten oppta de fine partikler av råmateriale, likesom'det, hvis råmaterialet er keramisk eller kjemisk herdende, er mulig å tilsette større eller mindre mengder av de kjente organiske og/eller uorganiske utbrenningsmaterialer, f. eks. sagmugg, torv, fibere eller ekspandert polystyren som kan være fin-delt til en passende størrelse.

Strukturen av den iblandede skummasse vil som sådan bevirke at det ferdige produkt får en mikroporøs struktur, som imidlertid alt etter de eventuelt ytterligere anvendte tilslags-og/eller utbrenningsmaterialer kan være blandet mikro- og makro-• porøs.

Anvendelsen av temperaturbestandig og termoherdende skum i dets enda formbare,ikke-herdede tilstand er særlig hen-siktsmessig, idet de keramisk herdende masser som nevnt ofte umiddelbart før formgivningen,plastifiseres ytterligere ved hjelp av vanndamp, likesom det utvikles friksjonsvarme i presser og andre behandlingsapparater.

Fremgangsmåten er som nevnt anvendelig såvel ved porosering av keramiske materialer som ved porosering av hydraulisk herdende materialer. I forbindelse med skumporosering av hydraulisk herdende materialer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, oppnåes en fremskyndet herding på grunn av den naturlige hydratiseringsvarme og f. eks. ved vinterbygging tildels av den vanlige anvendelse av damp for å fremskynde herdeprosessen og ned-sette risikoen for frostskader. Det samme forhold gjør seg gjel-dende ved eventuell etterherding av oppskummete sementprodukter, kalksandsten etc. i autoklaver og liknende.

Blandingsforholdet mellom skummet og utgangsmaterialet kan variere innenfor vide grenser avhengig av den ønskede porøsitet og arten av det ønskede sluttprodukt, utformning og kvalitet.

Eksempel 1.

Det anvendes en velbearbeidet plastisk gulbrennende

leire med en kornstørreIse på 0-1 mm, en utgangsfuktighet på

13.8% og en tetthet på o 1.73 kg/dm 3 i ureagert brent tilstand.

Til denne leire ble tilsatt en skummasse i volumforholdet 1:1. Skummassen var fremstilt ut fra en oppløsning be-stående av 1.5% overflateaktivt skumningsmidde1, 1% av et høymole-kylært polysakarid, 20% av en 50% karbamidplastoppløsning og 77.5% vann. Oppskumningsforholdet for skummet var 1:20.

Etter blanding formning og tørking og brenning ved ca. 950°C ble oppnådd en mikroporøs helsten med en spesifik vekt på 0.78 kg/dm 3, dvs. en vek.tf orminskelse, henholdsvis en poroserings-grad' på mere enn 50%. De oppnådde sten hadde en tilfredsstillende trykkstyrke.

Eksempel 2.

Med en liknende blanding som i eksempel 1 ble ved

en spesiell formningsprosess fremstilt perleformete, lette tegl-stengranulater. Som eksempel på kornstørrelsesfordelingen av slike granulater, bestemt som fin sand, kan anføres følgende siktresuj,-tater:

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av lette porøse bygnings- eller isolasjonsmaterialer, karakterisert v e d at man blander ett eller flere finkornete, keramisk herdende, hydraulisk herdende eller kjemisk herdende materialer i plastisk tilstand med en enda ikke herdet mekanisk oppskummet to-komponent skummasse, hvilken som første komponent omfatter, ett eller flere skumdannende overflateaktive midler, og som annen komponent ett eller flere strukturmaterialer i vandig oppløsning eller emulsjon, at man før eller under skummassens herding former den dannede blanding, og at man avhengig av det valgte materiale tørker og brenner den formede blanding eller lar denne herde hydraulisk eller kjemisk.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som strukturmateriale anvendes én eller flere a) vannoppløselige syntetiske eller naturlige, termoherdende plaster, fortrinnsvis aminoplast, som f. eks. karbamidplaster og melaminplaster, fenol- eller epoksyplaster og om ønsker b) plastdispersjoner, fortrinnsvis vinylacetat, vinylklorid-, vinylidenklorid eller akrylpolymere og/eller kopolymere og/eller c) syntetiske eller naturlige latexer og/eller voksemulsjoner og/eller d) modifiserte eller, umodifiserte polysakarider, herunder stivelse- . og celluloseprodukter.

3.F remgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at man til blandingen av det keramisk eller kjemisk herdende materiale og skummassen videre tilsetter ett eller flere organiske eller uorganiske utbrenningsstoffer som senere brennes bort.