DE102011102454A1 - Inorganic binder and method for rapid solidification of building materials of all kinds by fumigation with carbon dioxide - Google Patents
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Abstract
Bindemittel, verfahren zur Herstellung und/oder Anwendung diese Bindemittel beinhaltender Baustoffmaterialien, wie Platten, Bausteine, Fertigteile, Dämmplatte etc., beispielsweise auch zur Verfestigung und Belegung von Böden im Innen- und Außenbereich, unter Verwendung von wässrigen Lösungen von Alkalisilikaten und Begasung mit Kohlendioxid beinhaltenden Gasen, entsprechende Baustoffmaterialien, Produkte daraus sowie andere Erfindungsgegenstände hierzu. Die Bindemittel sind gekennzeichnet durch einen Gehalt an Alkalisilikatlösung mit einem Modul von 1,5 bis 2,0, gewünschtenfalls Boratsalz, aliphatischem Polyether und gewünschtenfalls Mikrosilika und können durch Kohlendioxid irreversibel verfestigt werden.Binders, processes for the production and / or application of building materials containing these binders, such as panels, building blocks, prefabricated parts, insulation boards, etc., for example also for consolidating and covering floors in indoor and outdoor areas, using aqueous solutions of alkali silicates and fumigation with carbon dioxide containing gases, corresponding building materials, products made from them and other subject matter of the invention. The binders are characterized by a content of alkali silicate solution with a modulus of 1.5 to 2.0, if desired borate salt, aliphatic polyether and if desired microsilica and can be irreversibly solidified by carbon dioxide.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel, Verfahren zur Herstellung und/oder Anwendung diese Bindemittel beinhaltender Baustoffmaterialien, wie Platten, Bausteine, Fertigteile, Dämmplatte etc., beispielsweise auch zur Verfestigung und Belegung von Böden im Innen- und Außenbereich, unter Verwendung von wässrigen Lösungen von Alkalisilikaten und Begasung mit Kohlendioxid beinhaltenden Gasen, entsprechende Baustoffmaterialien, Produkte (insbesondere Baustoffe) hieraus sowie andere Erfindungsgegenstände hierzu.The present invention relates to a binder, processes for the preparation and / or application of these binder-containing building materials, such as plates, bricks, prefabricated parts, insulating board, etc., for example, for solidification and occupancy of indoor and outdoor soils, using aqueous solutions of Alkalisilicates and fumigation with carbon dioxide-containing gases, corresponding building materials, products (especially building materials) thereof and other subjects of the invention.
Baustoffe (allgemein Produkte für den Bau) wie beispielsweise Beton, Gips, Backsteine, Schaumbetonsteine, Dämmplatten, Fertigbetonteile, Estrichböden, Straßenbeläge oder Holzspanplatten werden aus verschiedenen mineralischen oder organischen Ausgangsmaterialien hergestellt, wobei das Abbinden bzw. die Verfestigung der Materialmischungen durch chemische Reaktionen der enthaltenen Bestandteile über eine bestimmte Zeit und/oder durch Temperaturveränderung erfolgt.Building materials (in general products for construction) such as concrete, gypsum, bricks, foam concrete blocks, insulation boards, precast concrete parts, screed floors, road coverings or chipboard are made of various mineral or organic starting materials, wherein the setting or solidification of the material mixtures by chemical reactions of the contained Ingredients over a certain time and / or by temperature change takes place.
Bekannt sind wasserglashaltige, auch durch Kohlendioxid verfestigbare Bindungsmittel für die Gießerei, welche zum Herstellen von Formen oder Kernen beispielsweise mit Quarzsand vermischt werden, wie in der
Für bauliche Anwendungen werden jedoch wesentlich höhere Festigkeiten erwünscht oder sogar notwendig.For structural applications, however, much higher strengths are desired or even necessary.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Bindermischung zur Verfügung zu stellen, die anders als im Gießereibereich durch – nicht nur oberflächliches – Aushärten mit Kohlendioxid ermöglicht, dauerhaft feste und stabile Produkte herzustellen.It is therefore an object to provide a binder mixture available, which unlike in the foundry sector by - not only superficial - curing with carbon dioxide to produce durable solid and stable products.
Diese Aufgabe wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelöst, wobei noch weitere unten erwähnte Vorteile verwirklicht werden können.This object is achieved in the context of the present invention, wherein even further advantages mentioned below can be realized.
Gemäß vorliegender Erfindung werden allgemein in erfindungsgemäßen Baustoffmaterialien Füllstoffe, wie beispielsweise Sand, Glashohlkugeln oder Holzspäne oder dergleichen, nur mit soviel Binderlösung vermischt, dass die Mischung nach dem Einbringen in eine Form oder nach dem Verdichten mittels Vibration oder Druck, noch ausreichend (miteinander verbundene, Gasaustausch ermöglichende) Poren enthält, um Kohlendioxid beinhaltendes Gas hindurchleiten bzw. die Baustoffmaterialien durchdringen lassen zu können.According to the present invention, fillers, such as sand, hollow glass spheres or wood chips or the like, are generally mixed in the building material materials according to the invention only with so much binder solution that the mixture, after being introduced into a mold or after compression by means of vibration or pressure, still sufficiently (interconnected, Gas exchange permitting) contains pores to pass carbon dioxide-containing gas or to allow the building materials penetrate.
Der in den Materialmischungen enthaltene erfindungsgemäße Binder ist von solcher, unten näher beschriebener chemischer Zusammensetzung, dass er mit dem Kohlendioxid sofort abbindet bzw. erhärtet.The binder according to the invention contained in the material mixtures is of such chemical composition described in more detail below that it immediately sets or hardens with the carbon dioxide.
Derartige Baustoffmaterialien haben (insbesondere unter völligem Abschluss von Kohlendioxid) eine Verarbeitungszeit von vielen Stunden oder Tagen, ohne dass es zu einer Verfestigung kommt, das heißt, sie sind während dieser Zeit beispielsweise schüttfähig und/oder beliebig verformbar. Wird eine Verfestigung (im Rahmen der vorliegenden Offenbarung als praktisch irreversible Verfestigung zu verstehen) erwünscht so kann durch Begasen (z. B. Einleitung mittels Druck oder durch „Beduschen” der Materialmischung) mit Kohlendioxid oder (ferner) einem Kohlendioxid beinhaltenden Gas oder Gasgemisch innerhalb von wenigen Sekunden bzw. Minuten eine Erhärtung erzielt werden. Da Kohlendioxid schwerer als Luft ist, dringt das Kohlendioxid beim Beduschen beispielsweise von oben bei entsprechender Porengröße des Materials auch in sehr tiefe Bereiche (beispielsweise über 1 m) in die Mischung ein und erzeugt eine durchgehende Härtung.Such building materials have (in particular with complete completion of carbon dioxide) a processing time of many hours or days, without there being a solidification, that is, they are, for example, free-flowing and / or arbitrarily deformable during this time. If solidification (to be understood in the context of the present disclosure as virtually irreversible solidification) is desired, gasification (eg introduction by pressure or by "showering" of the material mixture) with carbon dioxide or (further) carbon dioxide-containing gas or gas mixture within hardening of a few seconds or minutes can be achieved. Since carbon dioxide is heavier than air, the carbon dioxide penetrates into the mixture when showering, for example, from the top with appropriate pore size of the material in very deep areas (for example, over 1 m) and produces a continuous curing.
Damit lassen sich beispielsweise einerseits ideale Verformbarkeit vor dem Verfestigen und andererseits hinreichende Härte und Stabilität entsprechender Baustoffmaterialien nach der Behandlung mit Kohlendioxid verwirklichen. Beispielsweise kann ein so hergestellter Estrichboden nach der Beduschung mit Kohlendioxid sofort begangen werden (man kann sogar direkt hinter einer entsprechenden Kohlendioxidbeduschungsvorrichtung auf dem bereits unmittelbar zuvor verfestigten Teil des Estrichs gehen und so den gesamten zu härtenden Bodenbelag abschreiten und mit Kohlendioxid beaufschlagen).Thus, for example, ideal deformability before solidification and, on the other hand, sufficient hardness and stability of corresponding building materials can be achieved after treatment with carbon dioxide. For example, a so prepared screed floor can be committed immediately after the scrubbing with carbon dioxide (you can even go directly behind a corresponding Kohlendioxidbeduschungsvorrichtung on the immediately immediately previously solidified part of the screed and thus walk off the entire surface to be cured flooring and apply carbon dioxide).
Dauerhafte Formteile (wie Bauelemente) können sofort aus ihrer Form entnommen werden. Straßenbeläge können sofort befahren werden. Gegenstände oder Bestandteile größeren Durchmessers können in so hergestellten Einbettmassen schnell fixiert werden. Die Serienproduktion von Bauelementen ist einfach möglich.Durable molded parts (such as components) can be removed immediately from their form. Road surfaces can be used immediately. Articles or components of larger diameter can be fixed quickly in investment materials thus prepared. The serial production of components is easily possible.
Die so hergestellten Baustoffe sind wasser-, wetter- und frostbeständig und können außerdem sehr hohe Temperaturen, beispielsweise bis zu 1500°C Temperatur, ohne Schaden bestehen, sind also auch als hitzebeständige und feuerfeste Materialien einsetzbar. Außerdem können sie aufgrund der Porosität schalldämmend, bei geeigneter Oberflächenabdichtung wärmedämmend und/oder als Baustoffe beispielsweise für ein freundliches Raumklima eingesetzt werden.The building materials thus produced are resistant to water, weather and frost and can also very high temperatures, for example, up to 1500 ° C temperature, without damage, are therefore also as heat-resistant and refractory Materials used. In addition, due to the porosity, they can be sound-insulating, with suitable surface sealing heat-insulating and / or used as building materials, for example for a friendly room climate.
Durch die erfindungsgemäßen Bindermischungen werden sehr hohe, für den Baubereich ausreichende Festigkeiten erzielt. Wo noch höhere Festigkeiten erforderlich sind oder die Porosität beseitigt werden soll, besteht die Möglichkeit, das nach dem vor- und nachstehend beschriebenen verfahren verfestigte Material auch noch nachtäglich teilweise oder vollständig mit geeigneten, während des Infiltrierens ausreichend flüssigen Materialien zu infiltrieren. Durch eine nachträgliche Infiltration (Imprägnierung) können die enthaltenen Poren so ganz oder im Oberflächenbereich mit einem selbstaushärtenden, flüssigen Medium gefüllt werden. Dieses Medium kann beispielsweise aus einem Zement- oder Keramikschlicker bestehen, oder auch einem Wasserglas-Härter Gemisch, oder Kunstharzen.The binder mixtures according to the invention achieve very high strengths which are sufficient for the construction sector. Where even higher strengths are required or the porosity is to be eliminated, it is possible to infiltrate the material solidified according to the method described above and below even partially every night partially or completely with suitable, sufficiently liquid during infiltration materials. By subsequent infiltration (impregnation), the pores contained can be filled so completely or in the surface area with a self-curing, liquid medium. This medium can for example consist of a cement or ceramic slip, or even a water glass-hardener mixture, or synthetic resins.
Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere folgende Erfindungsgegenstände:
Zum einen betrifft die vorliegende Erfindung einen Binder (Bindemittel) für Baustoffmaterialien, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er ein Alkalisilikat (dann kann die Bindermischung oder das resultierende Baustoffmaterial auch erst vor Ort mit der entsprechenden Wassermenge gemischt werden, wie beispielsweise für die nachfolgende Alkalisilikatlösung nötig als Differenz zu den angegebenen Feststoffmengen) oder eine Alkalisilikatlösung, vorzugsweise eine Kalium- oder insbesondere Natriumsilikat-Lösung mit einer Feststoffkonzentration von vorzugsweise 20 bis 90 oder 20 bis 80, vorzugsweise 40–55 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Silikatlösung (in Wasser, d. h., Wasserglas), und mit einem Gewichtsverhältnis von Alkalimetalloxid (MeO) zu SiO2 (z. B. insbesondere Na2O:SiO2) von 1:1,5 (Modul 1,5) bis 1:2,0 (Modul 2,0), jeweils bezogen auf die fertige Bindermischung (= „in der Bindermischung”) und vorzugsweise ein damit versehenes Baustoffmaterial, wobei (z. B. bei entsprechendem Zusetzen von Me-Hydroxid in fester oder ferner gelöster Form, z. B. Natrium- oder Kaliumlauge) auch ein Silikatsalz oder dessen Lösung mit einem höheren Modul bis 3,5 (z. B. bis 3,3) verwendet werden kann, bezogen auf den Binder beispielsweise in einem Anteil von 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 50 bis 75 Gew.-%; gewünschtenfalls (insbesondere bei oder für Verwendung im Innenbereich kann darauf verzichtet werden) ein Boratsalz, insbesondere ein Alkalimetallborat, wie Natrium- oder Kaliumborat, insbesondere Borax (Na-Borat) in gelöster Form, wobei das Boratsalz einen Gewichtsanteil von vorzugsweise 1 bis 20 oder 1 bis 25 Gew.-%, beispielsweise 4,5 bis 12 Gew.-%, ausmacht; (separat oder direkt in der Mischung für den Binder) einen aliphatischen Polyether (im wesentlichen obligastorisch), insbesondere Polyethylenglykol, in einem Anteil von 0,1 oder 0,3 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,2 oder 1 bis 5 Gew.-% und gewünschtenfalls (separat oder direkt in der Mischung für den Binder) Mikrosilika (amorphe Kieselsäure), insbesondere in einem Anteil von 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 20 oder bis 25 Gew.-%; beinhaltet; wobei alle Gew.-%-Angaben auf die gesamte Bindermenge (Gewicht) bezogen sind.In particular, the present invention relates in particular to the following subject matters of the invention:
On the one hand, the present invention relates to a binder (binder) for building materials, which is characterized in that it is an alkali metal silicate (then the binder mixture or the resulting building material can also be mixed on site with the appropriate amount of water, such as necessary for the subsequent alkali metal silicate solution as difference to the stated amounts of solids) or an alkali metal silicate solution, preferably a potassium or in particular sodium silicate solution having a solids concentration of preferably 20 to 90 or 20 to 80, preferably 40-55 wt .-% based on the total weight of the silicate solution (in water , ie, waterglass), and having a weight ratio of alkali metal oxide (MeO) to SiO 2 (eg, especially Na 2 O: SiO 2 ) of 1: 1.5 (modulus 1.5) to 1: 2.0 ( Module 2.0), in each case based on the finished binder mixture (= "in the binder mixture") and preferably a building material provided therewith, (eg be i corresponding addition of Me hydroxide in solid or further dissolved form, for. Sodium or potassium hydroxide), it is also possible to use a silicate salt or its solution with a higher modulus of up to 3.5 (for example, up to 3.3), based on the binder, for example in a proportion of 20 to 90% by weight. %, in particular 50 to 75 wt .-%; if desired (in particular for or for indoor use can be dispensed with) a borate salt, in particular an alkali metal borate, such as sodium or potassium borate, in particular borax (Na borate) in dissolved form, wherein the borate salt has a weight fraction of preferably 1 to 20 or 1 to 25% by weight, for example 4.5 to 12% by weight; (separately or directly in the mixture for the binder) an aliphatic polyether (essentially obligatory), in particular polyethylene glycol, in a proportion of 0.1 or 0.3 to 25 wt .-%, preferably from 0.2 to 10 wt. -%, in particular from 0.2 or 1 to 5 wt .-% and if desired (separately or directly in the mixture for the binder) microsilica (amorphous silica), in particular in a proportion of 10 to 50 wt .-%, preferably from 10 to 20 or to 25% by weight; includes; where all weight percentages are based on the total amount of binder (weight).
Vorteilhaft kann weiter ein Carbonat, wie Calciumcarbonat, in einem Anteil von 1 bis 40 Gew.-%, z. B. 5 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Binderanteil, zugesetzt werden.Advantageously, a carbonate, such as calcium carbonate, in a proportion of 1 to 40 wt .-%, z. B. 5 to 30 wt .-%, each based on the binder content added.
Die entsprechenden Komponenten können auch als Kit mit ein oder mehreren der Einzelkomponenten in zwei oder mehr separaten Behältnissen vorliegen, wobei alle Komponenten zusammen genommen die erwähnte Bindermischung ergeben. Insbesondere Mikrosilika und Polyethylenglykol, aber auch alle anderen Komponenten, können jeweils separat vorliegen und erst beim Herstellen eines Baustoffmaterials zugemischt werden.The corresponding components may also be present as a kit with one or more of the individual components in two or more separate containers, all components taken together giving the mentioned binder mixture. In particular, microsilica and polyethylene glycol, but also all other components, can each be present separately and admixed only during the production of a building material.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung betrifft diese ein Baustoffmaterial, welches die für den Binder genannten Komponenten und außerdem einen oder mehrere Füllstoffe mit oder ohne Zugabe weiterer Additive beinhaltet, wobei soviel Binder zugesetzt werden kann, dass, insbesondere nach einer Verdichtung des Baustoffmaterials mittels Rütteln, Pressen (z. B. Stampfen oder Walzen) oder Einschießen (z. B. in Formen) mit Druckluft, noch eine Durchflutung mit Kohlendioxid oder kohlendioxidhaltigem Gas möglich ist. Dabei ist die einzusetzende Bindermenge (resultierend aus den genannten Binderkomponenten) stark von der Dichte und Oberfläche des zu bindenden Materials abhängig und liegt insbesondere im Bereich von 0,5 bis 70 Gew.-% vorzugsweise von 0,8 bis 25 oder 1 bis 50 Gew.-% insbesondere von 1 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Baustoffmaterials Auch das Baustoffmaterial kann als Kit vorliegen, bei dem ein oder mehrere Komponenten voneinander getrennt vorliegen und zu einem gewünschten Zeitpunkt gemischt werden können.In a second embodiment of the invention, this relates to a building material, which includes the components mentioned for the binder and also one or more fillers with or without addition of further additives, wherein so much binder can be added that, in particular after compaction of the building material by means of shaking, Pressing (eg pounding or rolling) or injection (eg in molds) with compressed air, nor a flooding with carbon dioxide or carbon dioxide-containing gas is possible. In this case, the amount of binder to be used (resulting from said binder components) is highly dependent on the density and surface area of the material to be bonded and is in particular in the range from 0.5 to 70 wt .-%, preferably from 0.8 to 25 or 1 to 50 wt % in particular from 1 to 20 wt .-%, each based on the total weight of the building material and the building material may be present as a kit in which one or more components are present separately from each other and can be mixed at a desired time.
Bei Sand, wie Quarzsand mit einer Dichte von 1,5, ist beispielsweise eine Bindermenge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht eines erfindungsgemäßen Baustoffmaterials, möglich. Besonders bevorzugt ist, für Quarzsand, für Natursand oder ferner allgemein, eine Bindermenge von 5 bis 10 Gew.-%, was in etwa einem Volumenprozentanteil von 7,5 bis 15% entsprechen kann.With sand, such as quartz sand with a density of 1.5, for example, a binder amount of 1 to 20 wt .-%, based on the total weight of a building material according to the invention, possible. Particularly preferred, for quartz sand, for natural sand, or more generally, is a binder amount of from 5 to 10% by weight, which may correspond to approximately a volume percent of from 7.5 to 15%.
Bei Hohlkörpern als Füllstoffen, wie Glashohlkugeln, beispielsweise mit einer Schüttdichte von 0,3 g/cm3, können die bevorzugten Bindermengen etwa bei 25 bis 50 Gew.-% liegen. For hollow bodies as fillers, such as hollow glass spheres, for example having a bulk density of 0.3 g / cm 3 , the preferred binder amounts may be about 25 to 50 wt .-%.
Die Erfindung betrifft in noch einer weiteren Ausführungsform auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Baustoffmaterialien zur Herstellung von festen Produkten (insbesondere Baustoffen) aus den Baustoffmaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Füllstoffe und ein erfindungsgemäßer Binder oder seine Komponenten, wie jeweils vor- oder nachstehend definiert, gegebenenfalls unter Zugabe weiterer üblicher Zusätze, miteinander (vorzugsweise in den als bevorzugt angegebenen Mengenverhältnissen) gemischt und dann mit Kohlendioxid oder einem kohlendioxidhaltigen Gas beaufschlagt werden, z. B. durch Begasen, beispielsweise unter dem jeweils vorherrschenden Atmosphärendruck oder Überdruck.In yet another embodiment, the invention also relates to the use of building materials according to the invention for the production of solid products (in particular building materials) from the building materials, characterized in that one or more fillers and a binder according to the invention or its components, as defined above or below , optionally with the addition of other conventional additives, mixed together (preferably in the proportions given as preferred) and then charged with carbon dioxide or a carbon dioxide-containing gas, for. B. by gassing, for example, under the prevailing atmospheric pressure or pressure.
Zusätzlich kann das Verfahren das anschließende Infiltrieren bzw. Imprägnieren mit geeigneten hinreichend flüssigen Materialien beinhalten, um an der Oberfläche eines erhältlichen (bzw. erhaltenen) Produktes oder auch in dessen Tiefe die vorhandenen miteinander verbundenen Poren zu versiegeln.In addition, the method may then include infiltrating with suitable liquid enough materials to seal the existing interconnected pores on the surface of an available product or even at its depth.
Alternativ oder ergänzend zur Imprägnierung können die entsprechenden Produkte mit ein oder mehreren Überzügen versehen werden, wie beispielsweise mit Folien, Lacken, Papier (z. B. Tapeten), Verputzen oder dergleichen.Alternatively or additionally to the impregnation, the corresponding products can be provided with one or more coatings, such as, for example, with films, paints, paper (eg wallpapers), plastering or the like.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Baustoffmaterials, welches darin besteht, dass ein erfindungsgemäßer Binder oder seine Komponenten, ein Füllstoff und gewünschtenfalls weitere übliche Zusätze miteinander (vorzugsweise in den als bevorzugt angegebenen Mengenverhältnissen) gemischt werden. Das entsprechende Baustoffmaterial kann dann längere Zeit in verarbeitbarem bzw. verformbarem Zustand aufbewahrt werden, beispielsweise 1 Stunde bis 10 Tage, wobei durch Schutz vor Kohlendioxid (beispielsweise in kohlendioxiddichten Behältern oder anderen Verpackungen) die Verarbeitbarkeit bzw. Verformbarkeit nahezu beliebig verlängert werden kann. Das Baustoffmaterial kann dann durch beliebige Maßnahmen (z. B. Verteilen auf einer Unterlage, Einbringen in Formen, Komprimieren (z. B. Stampfen oder Ausstreichen etc.) in eine gewünschte Form gebracht werden.Also according to the invention is a process for producing a building material according to the invention, which consists in mixing a binder according to the invention or its components, a filler and, if desired, other customary additives (preferably in the ratios given as being preferred). The corresponding building material can then be stored for a long time in a processable or deformable state, for example 1 hour to 10 days, whereby the processability or deformability can be extended by almost any amount by protection against carbon dioxide (for example in carbon dioxide-tight containers or other packaging). The building material can then be brought into a desired shape by any means (eg, spreading on a substrate, placing in molds, compressing (eg, pounding or spreading, etc.).
Die neuen Erfindungsgegenstände ermöglichen eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Zusammensetzungen und Verfahren. Hierzu zählen beispielsweise ein oder mehrere der folgenden Vorteile:
- – lange Verarbeitungszeit;
- – schnelle Aushärtung, sofortige Belastbarkeit (z. B. Begehen oder Befahren);
- – billige, ungiftige Ausgangsmaterialien;
- – Einsparung von Produktionskosten;
- – geringe Bindermengen, hohe Festigkeiten;
- – geringer Wasseranteil, sofortige Belegbarkeit (z. B. Estrichböden);
- – Wetterfestigkeit, Frostfest, Feuerbeständigkeit;
- – keine Dehnfugen, nötig da keine Ausdehnung bzw. Schrumpfung;
- – schnelle Herstellbarkeit von Bauelementen, wie Bausteinen, oder Straßen vor Ort;
- – nachträgliche Infiltration und/oder Oberflächenversiegelung möglich;
- – die Produkte und Baustoffmaterialien „atmen”, sind luftdurchlässig;
- – kein stehendes Wasser im Außenbereich, da das Wasser durch die Poren abfließen kann
- – schnelle Fixierbarkeit von Gegenständen (z. B. Verankerungselemente, wie Schrauben) oder Bauteilen mit Einbettmassen;
- – feuerfeste Hohlraumabdichtung möglich;
- – bei der Herstellung von Holzspanplatten werden diese nicht brennbar und vor Insektenbefall geschützt durch den mineralischen Binder.
- - long processing time;
- - rapid curing, immediate loading capacity (eg walking or driving);
- - cheap, non-toxic starting materials;
- - saving on production costs;
- - low binder amounts, high strengths;
- - low water content, immediate assignability (eg screed floors);
- Weather resistance, frost resistance, fire resistance;
- - no expansion joints, needed because no expansion or shrinkage;
- - rapid manufacture of components, such as building blocks, or roads on site;
- - Subsequent infiltration and / or surface sealing possible;
- - the products and building materials "breathe", are permeable to air;
- - no stagnant water in the outdoor area, as the water can flow through the pores
- Rapid fixability of objects (eg anchoring elements, such as screws) or components with investment materials;
- - Fireproof cavity seal possible;
- - In the production of wood chip boards, these are not combustible and protected from insect attack by the mineral binder.
Am Rande sei noch darauf hingewiesen, dass die Baustoffmaterialien gemäß der Erfindung und ihre Verwendung umweltfreundlich sind, indem sie das dauerhafte Fixieren von Kohlendioxid ermöglichen.As an aside, it should be noted that the building materials according to the invention and their use are environmentally friendly by allowing the permanent fixing of carbon dioxide.
Die nachfolgenden Definitionen von Begriffen zeigen bevorzugte Bedeutungen auf, sie können vor- und nachstehend einzeln oder zu mehreren die entsprechenden allgemeineren Begriffe einzeln, zu mehreren oder vollständig bei allen Ausführungsformen der Erfindung ersetzen, was bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergibt.The following definitions of terms indicate preferred meanings, they may replace, individually or in succession, the corresponding more general terms individually, in several or completely in all embodiments of the invention, which results in preferred embodiments of the invention.
Unter einem Baustoffmaterial (was hier nicht nur im engeren Sinne für Bau, sondern ferner z. B. auch für Möbel oder andere Gegenstände verwendbare Materialien bedeutet, beispielsweise auch für Kunstgegenstände, wie Denkmäler, oder dergleichen) ist ein erfindungsgemäßes Material zu verstehen, bevor es durch Behandlung mit Kohlendioxid in die verfestigte Form überführt worden ist. Unter den Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Baustoffmaterialien können, ohne dass dies eine abschließende Aufzählung sein soll, die folgenden genannt werden: (Verwendung bzw. bevorzugte Produkte)
- – Formteile als Ersatz für Bausteine, Backsteine für Außen- und Innenbereich (insbesondere aufgrund der Porosität auch Leichtbauteile oder Ersatz für Blähtonbauelemente);
- – Ersatz für Fertigteile aus Beton, Ton, Steinzeug, Keramik oder dergleichen, wie Platten; Fliesen oder Ziegel;
- – Dämmplatten oder Trennwände;
- – Einbettmassen, Befestigungsmassen, Feuerfestprodukte;
- – Basis- oder insbesondere Ausbesserungsmassen für Böden, Wände, Straßen;
- – Ausfüllmaterial für Hohlräume;
- – Estrichböden;
- – Bodenverfestigung, Straßenbelag, Tunnel- und Bergbau (z. B. Gesteinsverfestigung);
- – Spanplatten; oder dergleichen mehr.
- - Molded parts as replacement for bricks, bricks for exterior and interior (in particular due to the porosity also lightweight components or replacement for expanded clay components);
- - Replacement of precast concrete, clay, stoneware, ceramics or the like, such as plates; Tiles or bricks;
- - insulation boards or partition walls;
- - investment materials, fixing compounds, refractory products;
- - basic or especially repairing compounds for floors, walls, roads;
- - filling material for cavities;
- - screed floors;
- - soil stabilization, road surface, tunneling and mining (eg rock consolidation);
- - Particle boards; or the like more.
„Beinhalten” bedeutet, dass neben den danach genannten Merkmalen oder Bestandteilen noch ein oder mehrere weitere vorliegen können (im Sinne von „umfassen” oder „enthalten”), während „bestehen aus” vor einer abschließenden Aufzählung stehen würde."Include" means that one or more others may be present (in the sense of "include" or "contain") in addition to the features or constituents thereafter, while "consist of" would appear before a final enumeration.
„Gewünschtenfalls” bedeutet, dass die entsprechenden Komponenten fehlen können oder vorhanden sind. Im Falle von Boratsalzen und Mikrosilika sind vorzugsweise eine dieser beiden oder beide Komponenten in einem erfindungsgemäßen Binder oder einer erfindungsgemäßen Baustoffmischung vorhanden."If desired" means that the corresponding components may or may not be present. In the case of borate salts and microsilica, one of these two or both components is preferably present in a binder according to the invention or a building material mixture according to the invention.
„Ferner” bedeutet, dass die diesem Wort nachfolgenden Merkmale oder Bestandteile im Vergleich zu den anderen in der jeweils selben Aufzählung genannten weniger bevorzugt sind und somit aus der Aufzählung in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindungsgegenstände weggelassen werden können."Further" means that the features or components following that word are less preferred than those referred to in the same list and thus may be omitted from the list in preferred embodiments of the subject invention.
Das mittlere Molekulargewicht der aliphatischen Polyether insbesondere Polyalkylenglykole), wie Polypropylenglykol oder insbesondere Polyethylenglykol, liegt vorzugsweise im Bereich von 150 bis 8000, insbesondere von 200 bis 600, beispielsweise von 200 bis 400. Das mittlere Molekulargewicht (mittlere Molmasse) kann dabei definiert werden als der Quotient aus Gesamtmasse des Aliphatischen Polyethers geteilt durch Zahl der Polymermoleküle.The average molecular weight of the aliphatic polyethers, in particular polyalkylene glycols), such as polypropylene glycol or in particular polyethylene glycol, is preferably in the range from 150 to 8000, in particular from 200 to 600, for example from 200 to 400. The average molecular weight (average molecular weight) can be defined as the Ratio of total mass of aliphatic polyether divided by number of polymer molecules.
Als Mikrosilika werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung (insbesondere synthetische oder ferner natürliche) amorphe Siliciumdioxide (wie durch Pyrolase oder als Flugasche gewonnene oder ferner gefällte Kieselsäure, ferner auch natürliches Kieselgur) bezeichnet, die insbesondere in feinpartikulärer Form vorliegen.As microsilica in the context of the present disclosure (in particular synthetic or further natural) amorphous silicas (such as obtained by pyrolysis or as fly ash or precipitated silica, further also natural diatomaceous earth), which are present especially in fine particulate form.
Zu den Füllstoffen für erfindungsgemäße Baustoffmaterialien zählen, ohne dass diese Aufzählung abschließend ist, ein oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe, die aus Sand, z. B. Natursand, Quarz, z. B. als Quarzmehl oder Quarzsand, Kies, gemahlenem Gestein, Korund, Keramik, Talkum, Silikaten, Ton, Titandioxid, Kreide, Schwerspat, Feldspat, Basalt, Aluminiumhydroxid, Granit, Sandstein, Glas, polymeren Füllstoffen (wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE)), gelöschtem Kalk, hydraulisch härtbaren Füllstoffen, wie Gips, Branntkalk oder Zement (z. B. Tonerd- oder Portlandzement), Metallen, wie Aluminium, Graphit oder Ruß, Holz, mineralischen, pflanzlichen oder organischen Fasern, z. B. Cellulosefasern, Glasfasern, Kohlefasern oder Kunstfasern, kompressiblen Füllstoffes oder -materialien, z. B. gasgefüllten Partikeln, wie gasgefüllten Plastikpartikeln (z. B. Expancel® der Firma AkzoNobel), Glashohlkugeln, Schaumstoffpartikeln, wie (mindestens teil-) expandiertem Polystyrol, anderen umschlossene Hohlkörper oder Hohlräume oder dergleichen aufweisenden Hohlkörpern, wie keramischen Strukturen, oder dergleichen, und hitzebeständigen Materialien, wie Chromitsand, Aluminiumoxid, Zirkonsand, Aluminiumsilikat, Schamott, Siliciumcarbid, Mullit, Fosterit oder synthetischem Keramiksand, oder Gemischen von zwei oder mehr insbesondere der genannten Füllstoffe. Die Füllstoffe können in beliebigen Formen vorliegen, beispielsweise als Pulver oder Mehl, oder als Formkörper, z. B. in Zylinder-, Ring-, Kugel-, Plättchen-, Stäbchen-, Sattel- oder Kristallform, oder ferner in Faserform.The fillers for building materials according to the invention include, without this listing being exhaustive, one or more selected from the group consisting of sand, e.g. B. natural sand, quartz, z. As quartz or quartz sand, gravel, ground rock, corundum, ceramics, talc, silicates, clay, titanium dioxide, chalk, barite, feldspar, basalt, aluminum hydroxide, granite, sandstone, glass, polymeric fillers (such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE)), slaked lime, hydraulically settable fillers, such as gypsum, quicklime or cement (for example Tonerd- or Portland cement), metals, such as aluminum, graphite or carbon black, wood, mineral, vegetable or organic fibers, eg. As cellulose fibers, glass fibers, carbon fibers or synthetic fibers, compressible filler or materials, eg. As gas-filled particles, such as gas-filled plastic particles (z. B. Expancel ® from AkzoNobel), hollow glass beads, foam particles, such as (at least partially) expanded polystyrene, other enclosed hollow body or cavities or the like comprising hollow bodies such as ceramic structures, or the like, and refractory materials such as chromite sand, alumina, zircon sand, aluminum silicate, chamotte, silicon carbide, mullite, fosterite or synthetic ceramic sand, or mixtures of two or more, in particular, of said fillers. The fillers may be in any form, for example as a powder or flour, or as a shaped body, for. In cylindrical, ring, spherical, platelet, stick, saddle or crystal form, or further in fibrous form.
Die Korngröße der Füllstoffe (und vorzugsweise auch aller anderen Materialien innerhalb eines erfindungsgemäßen Baustoffmaterials) soll ein Durchblasen von Kohlendioxid durch entsprechende Poren ermöglichen und liegt vorzugsweise im Mittel im Bereich von 5 mm oder weniger (im Bereich der mittleren Körnung = vorzugsweise 0,1–0,3 mm), beispielsweise bis 2 mm (z. B. Sand) oder 2 bis 4 mm (z. B. Kies); wobei auch Partikel mit größeren Durchmessern möglich sind (oder mit größeren Längen, insbesondere bei Fasern, deren Dicke dann vorzugsweise 5 mm oder weniger betragen kann), auch beispielsweise ganz oder teilweise von einer umgebenden Matrix mit zuvor genannten Füllstoffen von 5 mm oder weniger Partikeldurchmesser eingeschlossene Teile oder Elemente wie Steine, dekorative Teilchen wie emaillierte Tonscherben, Befestigungselemente (wie Haken, Bolzen oder dergleichen), mit Größen oberhalb von 5 mm entlang der längsten Erstreckungsachse.The grain size of the fillers (and preferably also of all other materials within a building material material according to the invention) is intended to allow carbon dioxide to be blown through by corresponding pores and is preferably on average in the range of 5 mm or less (in the range of average grain size = preferably 0.1-0 , 3 mm), for example up to 2 mm (eg sand) or 2 to 4 mm (eg gravel); wherein also particles with larger diameters are possible (or with longer lengths, in particular for fibers whose thickness may then be preferably 5 mm or less), including, for example, wholly or partially enclosed by a surrounding matrix with aforementioned fillers of 5 mm or less particle diameter Parts or elements such as stones, decorative particles such as enameled potsherds, fasteners (such as hooks, bolts or the like), with sizes above 5 mm along the longest extension axis.
Der Anteil an Füllstoff(en), wie Sand, insbesondere einem Natursand kann beispielsweise in einem möglichen bevorzugten erfindungsgemäßen Baustoffmaterial bei 10 bis 99 Gew.-% liegen, wobei ein Bereich von 10 bis 65 Gew.-% für Materialien geringer Dichte (z. B. < 1 g/cm3) oder von 65 bis 98 Gew.-% für Materialien höherer Dichte (z. B. oberhalb von 1 g/cm3) eine mögliche besonders bevorzugte Variante darstellt.The proportion of filler (s), such as sand, in particular a natural sand, for example, in a possible preferred building material according to the invention at 10 to 99 wt .-%, with a range of 10 to 65 wt .-% for materials of low density (z. <1 g / cm 3 ) or from 65 to 98 wt% for higher density materials (eg, above 1 g / cm 3 ) is a possible particularly preferred variant.
Weitere Zusätze können beispielsweise ein oder mehrere ausgewählt aus Dispergier- oder Netzmitteln außer aliphatischen Polyethern, z. B. anionischen Detergentien (z. B. Natriumlaurylsulfat), katonischen Detergentien, nichtionischen Detergentien und/oder amphoteren Detergentien, Absetzverhinderungsgmitteln (Stabilisatoren), z. B. auf Alkylcellulosebasis, wie Methylcellulose, oder auf Bentonitbasis, Luftporenbildner, welche einen stabilen Mikroschaum bilden, beispielsweise Harzseifen (Resinate), Resine oder Fettalkoholsulfate, oder Alkylarylsulfonate, Fasern, farbgebende Zusätze, wie Farbstoffe oder insbesondere Pigmente, organische Bindemittel, wie Dispersionspolymere, oder dergleichen mehr sein.Other additives may, for example, one or more selected from dispersing or wetting agents except aliphatic polyethers, eg. Anionic detergents (e.g., sodium lauryl sulfate), cationic detergents, nonionic detergents and / or amphoteric detergents, anti-settling agents (stabilizers), e.g. Alkylcellulose-based, such as methylcellulose or bentonite-based, air-entraining agents which form a stable microfoam, for example resin soaps, resines or fatty alcohol sulfates, or alkylarylsulfonates, fibers, coloring additives, such as dyes or, in particular, pigments, organic binders, such as dispersion polymers, or more.
Unter „Poren” sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung miteinander (derart, dass untereinander ein Gasaustausch möglich ist) verbundene Poren oder Porenkanäle zu verstehen. Diese ermöglichen ein Durchdringen bis zu einer gewünschten Tiefe mit Kohlendioxid.In the context of the present disclosure, "pores" are to be understood as meaning interconnected pores or pore channels (in such a way that gas exchange is possible among one another). These allow penetration to a desired depth with carbon dioxide.
Wo „Kohlendioxid” erwähnt wird, schließt dies stets (auch, wo es nicht speziell erwähnt wird) kohendioxidhaltige Gase bzw. Gasgemische mit ein, wie Luft oder Gase/Gasgemische mit einem Anteil von 1 Volumenprozent oder mehr Kohlendioxid, beispielsweise von 5 bis 99 Volumenprozent.Where "carbon dioxide" is mentioned, it always includes (also where not specifically mentioned) carbon dioxide-containing gases or gas mixtures, such as air or gas / gas mixtures containing 1 volume percent or more carbon dioxide, for example from 5 to 99 volume percent ,
Unter geeigneten hinreichend flüssige Materialien für das Infiltrieren/Imprägnieren können beispielsweise einkomponentige oder mehrkomponentige (z. B. separate Monomer oder Präpolymer beinhaltende Komponente und Härterkomponente beinhaltende Komponente umfassende) Kunstharze ausgewählt aus Epoxidharzen, Polyestern, Polyurethanen, (Meth)Acrylpolyurethanen, Acrylpolyurethanen, Polyestern (insbesondere Vinylestern), sonstigen Acrylaten, Polyharnstoffen, sonstigen olefin-, wie vinylgruppenhaltigen Kunstharze, wie Styrol, Vinyltoluol oder dergleichen, Polyurethan/Polyharnstoffgemischen, (Meth)acrylatharzen, Polyesteramiden, die oder deren Komponenten (mit oder vorzugsweise ohne zugesetzte Lösungsmittel), die bei der Anwendungstemperatur (z. B. zwischen –10 und 200°C oder zwischen 0 und 100°C, z. B. bei 20 bis 25°C) in flüssiger Form vorliegen, beispielsweise als „Schmelzen” oder mit geeigneten organischen Lösungsmitteln, oder dergleichen, zu verstehen sein.Suitable sufficiently liquid materials for infiltration / impregnation may include, for example, synthetic resins composed of epoxy resins, polyesters, polyurethanes, (meth) acrylic polyurethanes, acrylic polyurethanes, polyesters (eg component and component comprising hardener component comprising separate monomer or prepolymer component). in particular vinyl esters), other acrylates, polyureas, other synthetic resins containing olefin and vinyl groups, such as styrene, vinyltoluene or the like, polyurethane / polyurea mixtures, (meth) acrylate resins, polyesteramides, or their components (with or preferably without added solvents) the application temperature (eg between -10 and 200 ° C or between 0 and 100 ° C, eg at 20 to 25 ° C) in liquid form, for example as "melting" or with suitable organic solvents, or like that, to be understood.
Bei einem Kit können die zwei oder mehr Komponenten in unterschiedlichen Behältnissen oder Verpackungen derart voneinander getrennt vorliegen, dass sie nicht miteinander in Kontakt kommen, bevor dies gewünscht wird. Geeignete Behältnisse oder Verpackungen sind beispielsweise Eimer, Folienbeutel, Foliensäcke, Flaschen, Kartuschen, Tuben, Container oder dergleichen mehr.In one kit, the two or more components in different containers or packages may be separated from each other so that they do not come into contact with each other before it is desired. Suitable containers or packaging are, for example, buckets, foil bags, film bags, bottles, cartridges, tubes, containers or the like.
Die Erfindung betrifft auch die in den Beispielen wie auch den Ansprüchen definierten Erfindungsgegenstände, die hier durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen sind.The invention also relates to the invention defined in the examples as well as the claims, which are incorporated herein by reference in the description.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken.The following examples serve to illustrate the invention without limiting its scope.
Hinweis: Beim Beaufschlagen mit Kohlendioxid ist stets auf ausreichende Lüftung zu achten, um Erstickungsgefahr zu vermeiden. Mit dieser Maßgabe ist Kohlendioxid untoxisch und unproblematisch.Note: When applying carbon dioxide, always ensure adequate ventilation to avoid danger of suffocation. With this proviso, carbon dioxide is non-toxic and unproblematic.
Beispiel 1: Herstellung eines BausteinesExample 1: Production of a building block
- 20 Kg Quarzsand Haldener H32 (mittlere Korngroesse 0,2 mm)20 kg quartz sand Haldener H32 (average grain size 0.2 mm)
- 1,5 Kg Na-silikatlösung (Modul 1,9) Betol 50 T von Wöllner (Modul 2,5)1.5 Kg Na silicate solution (module 1.9) Betol 50 T from Wöllner (module 2.5)
- 0,1 Kg Borax0.1 kg borax
- 0,05 Kg Polyethylenglycol PEG 2000.05 Kg polyethylene glycol PEG 200
- 0,4 Kg Mikrosilika RW Füller (RW silicium GmbH, Pocking, Deutschland) (amorphe Kieselsäure)0.4 Kg microsilica RW filler (RW silicium GmbH, Pocking, Germany) (amorphous silica)
Die Bestandteile werden in einem Mischer vermischt, in einen rechteckigen Behälter aus Kunststoff eingebracht und durch Vibration verdichtet. Die Form wird nun ca. 20 Sek. mit Kohlendioxidgas durchflutet. Danach kann das resultierende Bauteil sofort aus der Form entnommen werden.The ingredients are mixed in a mixer, placed in a rectangular plastic container and compacted by vibration. The mold is now flooded with carbon dioxide gas for about 20 seconds. Thereafter, the resulting component can be removed immediately from the mold.
Beispiel 2: Herstellung eines EstrichbodensExample 2: Production of screed floor
Obige Mischung wird mehrmals in einem Mischer hergestellt und auf dem Boden eines Raumes so verteilt, dass eine 10 cm dicke Schicht entsteht, welche mit einem rundlaufenden Teller gleichmäßig verdichtet und glatt gestrichen wird. Danach wird Kohlendioxidgas aus einer Gasflasche mit einem Schlauch mit brauseförmigem Ende auf den Boden geleitet. Der mit Kohlendioxid behandelte Boden kann sofort begangen werden, um schon während des Behandelns mit Kohlendioxid alle Ecken des Raumes zu erreichen.The above mixture is prepared several times in a mixer and spread on the floor of a room so that a 10 cm thick layer is formed, which is evenly compacted with a rotating plate and smoothed. After that, carbon dioxide gas from a gas bottle with a hose with a shower-shaped end is directed to the bottom. The carbon dioxide treated soil can be used immediately to reach all corners of the room during treatment with carbon dioxide.
Beispiel 3: Herstellung eines StraßenbelagsExample 3: Production of a road surface
Oben beschriebene Mischung wird zu 50 Gew.-% mit Kieselschotter vermischt und auf die zuvor planierten Flächen gegeben, sodass nach dem Verdichten mittels einer Walze ein Belag von durchschnittlich 20 cm Dicke entsteht. Dann wird die Oberfläche mittels Kohlendioxidgas beduscht, was zu einer sofortigen Erhärtung des Belages führt. Der Belag kann sofort befahren werden und in Bereichen größerer Beanspruchungen mit einem Zement/Wasser-Gemisch, oder einem Wasserglas/Härter-Gemisch, oder beispielsweise mit Bitumen getränkt bzw. infiltriert werden.The mixture described above is mixed to 50 wt .-% with silica ballast and placed on the previously leveled surfaces, so that after compression by means of a roller, a coating of an average thickness of 20 cm. Then the surface is showered by means of carbon dioxide gas, which leads to an immediate hardening of the coating. The pad can be used immediately and be soaked or infiltrated in areas of greater stress with a cement / water mixture, or a waterglass / hardener mixture, or bitumen, for example.
Beispiel 4: Herstellung einer DämmplatteExample 4: Production of an insulating board
Ein Gemisch aus Glasfasern und Glashohlkugeln wird mittels eines geeigneten Gebläses verwirbelt und durch Einsprühen des Bindermaterials mit diesem benetzt (imprägniert), bevor das Gemisch in die gewünschte Form eingeblasen wird. Der eingesprühte Binder besteht aus folgenden Komponenten:
85,0% Wasserglas (Modul 2,5, 48% Feststoffkonzentration)
10,0% Natronlauge (45%-ig)
5,0% Polyethylenglycol 300 A mixture of glass fibers and glass bubbles is by means of a suitable blower swirled and wetted by spraying the binder material with this (impregnated) before the mixture is blown into the desired shape. The sprayed binder consists of the following components:
85.0% water glass (modulus 2.5, 48% solids concentration)
10.0% sodium hydroxide solution (45% strength)
5.0% polyethylene glycol 300
Nachdem das eingeblasene Gemisch sich in der Form genügend verdichtet hat, wird Kohlendioxidgas durch das Gemisch geleitet, was zu einer sofortigen Verfestigung führt, wonach das Dämmmaterial sofort aus der Form entnommen werden kann.After the injected mixture has sufficiently compacted in the mold, carbon dioxide gas is passed through the mixture, resulting in immediate solidification, after which the insulation material can be immediately removed from the mold.
Die Menge des eingesprühten Binders betragt ca. 10 Vol.-% des fertigen Dämmmaterials.The amount of binder sprayed amounts to about 10 vol .-% of the finished insulating material.
Beispiel 5: Herstellung einer Boden- oder StraßenverfestigungExample 5: Production of a soil or road consolidation
Vorhandener Bodenbelag oder Straßenbelag wird bis zu einer Bodentiefe von 40 cm mit einem geeigneten Gerät aufgeworfen und entweder gleichzeitig oder auch nachträglich mit den Binderbestandteilen homogen vermischt. Anschließend wird das so aufgeworfene und mit Binder vermischte Erdreich mit einer Walze oder durch Vibration verdichtet und danach mit Kohlendioxidgas „beduscht” wodurch eine sofortige Erhärtung des Erdreiches erzielt wird. Bei dichtem Erdreich bzw. Baumaterial kann, um ein tieferes Eindringen des Kohlendioxidgases zu bewirken, das Gas auch mittels dünner Düsen in tiefere Schichten gebracht werden. Hierbei können viele nebeneinander, in Abständen von beispielsweise 30 cm angeordnete, ca. 20–30 cm lange und 5 mm dicke Düsen, kurzzeitig in das zuvor verdichtete Erdreich gesteckt werden um das Kohlendioxidgas schneller in tieferen Schichten zu verteilen.Existing flooring or road surface is raised to a depth of 40 cm with a suitable device and mixed either simultaneously or subsequently with the binder components homogeneous. Subsequently, the so mixed up and mixed with binder soil is compacted with a roller or by vibration and then "showered" with carbon dioxide gas, whereby an immediate hardening of the soil is achieved. In dense soil or building material, to bring about a deeper penetration of the carbon dioxide gas, the gas can also be brought into deeper layers by means of thin nozzles. Here, many juxtaposed, spaced at intervals of, for example, 30 cm, about 20-30 cm long and 5 mm thick nozzles can be briefly inserted into the previously compacted soil to distribute the carbon dioxide gas faster in deeper layers.
Die Bindermischung besteht vorzugsweise aus folgenden Bestandteilen:
60% Wasserglas (Modul 2,5, 48%ig)
4% Polyethylenglycol 200
8% Natronlauge (45%ig)
8% Borax (Na-Borat-decahydrat)
10% Amorphe Kieselsäure
10% Calciumcarbonat (fein gemahlen, gefällt) The binder mixture preferably consists of the following constituents:
60% water glass (module 2.5, 48%)
4% polyethylene glycol 200
8% sodium hydroxide solution (45%)
8% borax (Na borate decahydrate)
10% amorphous silica
10% calcium carbonate (finely ground, precipitated)
Alle Komponenten wurden zu einer homogenen Dispersion vermischt.All components were mixed to a homogeneous dispersion.
Beispiel 6: Herstellung einer HolzspanplatteExample 6: Production of a particle board
Holzspäne wie sie auch sonst üblicherweise für die Herstellung von Holzspanplatten Verwendung finden, werden mit einer Pulvermischung bestehend aus:
30% Wasserglaspulver (Lithopix S2 von Tschimmer u. Schwarz)
4% KOH konz. In Pulverform
8% Borax Pulver
anschließend wird je nach Feuchtigkeitsgehalt der Holzspäne der Mischung noch Wasser und Polyethylenglycol 200 zugesetzt. Die Mischung wird dann unter hohem Druck in einer Plattenpresse verdichtet und unmittelbar mit Kohlendioxidgas unter Druck durchströmt, was zu einer sofortigen Aushärtung der Materialmischung führt, sodass diese sofort der Presse entnommen werden kann.Wood shavings as they are usually used for the production of wood chipboard are used with a powder mixture consisting of:
30% water glass powder (Lithopix S2 from Tschimmer & Schwarz)
4% KOH conc. In powder form
8% borax powder
then, depending on the moisture content of the wood chips, water and polyethylene glycol 200 are added to the mixture. The mixture is then compacted under high pressure in a platen press and pressurized with carbon dioxide gas immediately, resulting in immediate curing of the material mixture so that it can be immediately removed from the press.
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- DE 2856267 A1 [0003, 0003] DE 2856267 A1 [0003, 0003]
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