DE1151460B - Verfahren zur Herstellung von Leichtbauelementen aus blaehfaehigem, koernigem Material - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Leichtbauelementen aus blähfähigem, körnigem Material Es ist schon seit mehreren Jahrzehnten, insbesondere aus schwedischen Patentschriften, bekannt, daß man Leichtbausteine mit erwünschten Eigenschaften, wie geringes Raumgewicht und gute Isolierfähigkeit für Wärme und Schall, aus sinterfähigem, blähfähigem, körnigem Material herstellen kann, wobei unter körnigem Material granuliertes oder zerkleinertes Material zu verstehen ist. Derartige Materialien sind insbesondere Ton und tonhaltige Mineralien.
• Der Blähvorgang tritt durch eine Erhitzung des Materials bei einer entsprechend seinen Eigenschaften gewählten Temperatur ein und beruht darauf, daß während der Erhitzung im Innern des Korns, um diesen allgemeinen Ausdruck zu gebrauchen, eine Gasentwicklung eintritt, welche das Korn aufbläht. Durch den Blähvorgang wird also das Volumen des eingebrachten Materials wesentlich vergrößert und das Raumgewicht entsprechend verringert. Es leuchtet ein, daß der Blähvorgang die Einhaltung einer bestimmten Temperatur und Behandlungsdauer erfordert, denn eine zu hohe Temperatur oder eine zu lange Behandlungsdauer würde zum Schmelzen des Materials und damit zu einem porenfreien gasartigen Schmelzgut großen Raumgewichts führen, dem die guten Eigenschaften des geblähten Materials fehlen.
• Beim Blähen von gekörntem Gut kann man zwei Wege gehen.
• Man kann das Gut sehr schnell bei sehr hoher Temperatur erhitzen. Es tritt dann eine lebhafte Gasentwicklung ein; das Gas tritt beinahe explosionsartig aus der Oberfläche des Kornes aus. Das Ergebnis ist ein stark geblähtes Korn mit rauher, zerklüfteter Oberfläche. Man kann aber auch, und das ist in vielen Fällen zweckmäßig, das Blähverfahren so durchführen, daß sich auf dem Korn zunächst eine plastische Glashaut bildet, die das Austreten der sich entwickelnden Gase aus der Kornoberfläche verhindert. Man erhält dann ein geblähtes Korn mit im wesentlichen geschlossener Oberfläche. Bei Weitererhitzung des nach dem ersten Verfahren hergestellten Kornes wird dann seine Oberfläche ebenfalls plastisch.
• Das geblähte Gut bildet das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Bausteinen. Es ist interessant, zu verfolgen, welche Wege man hierfür vorgeschlagen hat.
• Man hat z. B. geglaubt, einen besseren Blähgrad dadurch erreichen zu können, daß man das Gut zunächst so weit erhitzt, daß eine wesentliche Gasmenge bereits entwichen ist, bevor die Erweichungsgrenze des Materials (Tones) erreicht ist, so daß nur noch kleine Gasmengen zurückbleiben. Die Erhitzung wird dann weitergetrieben, bis die Masse durchgehend geschmolzen ist und einen trägfließenden Zustand angenommen hat. Man hat geglaubt, daß die noch vorhandenen Gasreste, die ja nun nicht mehr austreten können, die Masse besonders porös machen. In diesem Vorschlag liegt ein grundsätzlicher Gedankenfehler. Denn ein Schmelzvorgang führt, wie zuvor bereits gesagt wurde, zu einer kompakten, aber nicht porösen Masse. Es mag vielleicht sein, daß die Masse noch einige Gaseinschlüsse enthält, aber diese reichen nicht aus, um ein Produkt von wesentlich verringertem Raumgewicht zu ergeben.
• Nach einem anderen Vorschlag soll das Material nach und nach in Form von dicken massiven Körpern, Briketts, zusammenhängenden Strängen od. dgl. in den Ofen eingeführt und in dieser Form gebläht werden, und zwar bei einer Temperatur, die zwischen weitgetriebenem Sintern und durchgehend beginnender Schmelze liegt. Das geblähte Material trennt sich vom ungeblähten Material und fällt auf die Ofensohle. Nach dem Herausnehmen aus dem Ofen wird es abgekühlt und zu porösem Makadam oder porösem Sand zerstoßen oder zu Blöcken oder Formkörpern geschnitten, die langsam abgekühlt werden. Ob dieses Verfahren ein Gut von hinreichend geringem Raumgewicht ergibt, läßt sich ohne eingehende Versuche schwer sagen. Sehr wahrscheinlich ist das nicht, da, wenn auch vielleicht kein durchgehendes Schmelzen der zugeführten Körper eintritt, doch mindestens eine sehr tief reichende Schicht geschmolzen wird. Kostenmäßig ist das Verfahren ungünstig, weil die Bausteine durch einen weiteren Arbeitsgang, durch Abtrennen von Blöcken hergestellt werden müssen.
• Unter diesem Gesichtspunkt erscheint ein weiterer Vorschlag günstiger, der darauf hinausläuft, den Blähvorgang unmittelbar in der Brennkammer in beheizten Formen aus Eisen durchzuführen. Das zu behandelnde Gut wird mit Brennstoff gemischt und die Verbrennungsluft durch die Mischung gesaugt oder gepreßt. Der Blähvorgang tritt dann unmittelbar in der Form ein, aus der man den fertigen Baustein entnehmen kann. Allerdings sagt der Erfinder selbst, daß das Verfahren ein schwereres Produkt als andere Verfahren ergäbe, aber die Festigkeit sei hoch, und die Gestehungskosten sowie die Anlagekosten seien gering. Dieses Verfahren liefert also keine Dichtbausteine hoher Porosität mit den sich hieraus ergebenden günstigen Eigenschaften. Besonders schädlich ist es, daß die so hergestellten Bausteine Verbrennungsrückstände des vor der Behandlung zugemischten Brennstoffes enthalten, vor allem, wenn der Brennstoff Schwefel enthält. Bei der Verwendung derartiger Steine treten die bekannten unangenehmen Erscheinungen, wie »Ausblühungen« und Mauer- und Putzschäden, auf.
• Nach einem amerikanischen Vorschlag wird das körnige Blähgut zunächst hoch erhitzt, aber nur so weit, daß es noch nicht an der Oberfläche zu schmelzen beginnt. Mit der hohen Temperatur wird es dann in eine Brennkammer in einer Schicht bestimmter Höhe eingebracht, auf der durch die Erhitzung zunächst ein Schmelzen und Zusammenbacken der Partikel auf der Oberfläche eintritt. Infolge der eintretenden Gasentwicklung wird nun die Schicht aufgebläht und erhält dadurch eine Zellenstruktur, die, wie der Erfinder sagt, der eines gebackenen Brotes entspricht. Die geblähte Masse durchläuft dann eine Abkühlungskammer, hinter der sie in Blöcke oder Bausteine zerschnitten wird. Das nach diesem Verfahren hergestellte Erzeugnis mag günstigere Eigenschaften haben als das Erzeugnis nach dem zuerst beschriebenen Verfahren mit der dicht geschmolzenen zähflüssigen Masse, aber der Prozeß ist umständlich; denn an den Blähvorgang schließt sich zunächst ein Abkühlungsvorgang an, und die Steine oder Blöcke müssen durch einen Trennvorgang hergestellt werden.
• Den günstigsten Baustein würde man erhalten, wenn man darauf achtet, daß die Kornstruktur des geblähten Materials erhalten bleibt, und wenn man den Baustein unmittelbar in der Form herstellt. Aus dieser Problemstellung heraus entstand das Verfahren gemäß der Erfindung. Es besteht darin, daß das gekörnte Gut in einer Behandlungskammer bei so hoher Temperatur gebläht wird, daß es mindestens in der äußeren Kornschicht in den pyroplastischen Zustand übergeht und daß es aus der Behandlungskammer unmittelbar in Formen eingebracht und hierin durch Stampfen, Pressen, Rütteln od. dgl. verfestigt wird. Dabei ist es wichtig, das Einbringen des Gutes in die Form und seine Verdichtung so schnell durchzuführen, daß diese Vorgänge vor Beginn der Erstarrung des Gutes beendet sind.
• Nach diesem Verfahren hergestellte Leichtbauelemente, insbesondere Mauersteine, haben sich in jeder Beziehung als das beste Baumaterial dieser Art erwiesen, das auf dem Markt zu finden ist. Es ist das auch leicht einzusehen. Zunächst ist der Baustein frei von unerwünschten Beimengungen in Form von Asche und anderen Verbrennungsrückständen, da das Gut in der Behandlungskammer im heißen Gasstrom ohne Brennstoffbeimischung gebläht wird. Es ist also nicht zu befürchten, daß sich nach dem Einbau auf der Oberfläche irgendwelche Bestandteile ausscheiden. Weiter ist die Kornstruktur des Blähgutes voll erhalten, die zur höchsten Porosität führt, auf der das Isolierungsvermögen für Wärme und Schall beruht. Das Gut hat dabei aber eine sehr hohe Festigkeit, die nicht nur durch das Aneinanderhaften der einzelnen Teilchen entstanden ist, sondern durch den anschließenden Verdichtungsvorgang wesentlich gesteigert ist. Schließlich kann man durch die Einbringung des Gutes in Formen außerhalb der Behandlungskammer maßgerechte Bausteine mit ebenen Oberflächen herstellen. Das sind alles Eigenschaften der Leichtbausteine, die mit der Behandlung des Gutes unmittelbar in Formen in der Behandlungskammer nicht erreichbar sind. Es ist, wie Versuche gezeigt haben, schlechterdings unmöglich, mit dem erläuterten alten Verfahren homogene Bausteine mit glatter Oberfläche zu erzeugen, denn es gelingt nicht, das Gut auf durchgehend gleiche Temperatur zu bringen. Im Bereich der Formwandungen wird nur eine wenige Zentimeter starke Schicht richtig gebläht. Auf der Oberfläche tritt bereits eine Verflüssigung des Gutes ein, und im Bereich der Formmitte wird die Blähtemperatur überhaupt nicht erreicht. Die aus der Form genommenen Blöcke sehen aus wie ein im Feuer verkohlter Holzklotz, der in der Mitte überhaupt noch keine Verbrennungsmerkmale zeigt. Ein Verdichten des Gutes in der Form ist bei dem älteren Verfahren offensichtlich nicht möglich, da man ja keine Verdichter in die Brennkammer einbauen kann.
• Für das Verfahren gemäß der Erfindung ist es deshalb wichtig, das Einbringen des Gutes in die Formen und seine Verdichtung so schnell durchzuführen, daß die Erstarrung noch nicht beginnt, weil man sonst keine homogenen Steine erhalten würde; denn eine bereits erstarrte Schicht würde sich nur schlecht mit einer noch plastischen Schicht verbinden.
• Zusammenfassend sei nochmals betont, daß das Verfahren gemäß der Erfindung: Erzeugung eines Blähgutes in der Behandlungskammer in der Weise, daß es seine Kornstruktur beibehält, aber mindestens in der äußeren Schicht pyroplastisch ist, Einbringen des geblähten Gutes in Formen außerhalb der Behandlungskammer, Verdichtung des eingebrachten Gutes in der Form durch Stampfen, Rütteln, Pressen od. dgl. und Einhaltung der Arbeitsbedingung, daß Einbringen und Verdichten vor Beginn der Erstarrung beendet sein sollen, Bauelemente ergibt, die allen bisher bekannten Bauelementen dieser Art an Güte weit überlegen sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Leichtbauelementen, insbesondere Mauersteinen, aus sinterfähigem, blähfähigem, körnigem Material, wobei das Verfahren so geleitet wird, daß das Gut seine Kornstruktur beibehält, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähgut in der Behandlungskammer bei so hoher Temperatur gebläht wird, daß es mindestens in der äußeren Kornschicht pyroplastisch wird, daß es in diesem Zustand aus der Behandlungskammer unmittelbar in Formen eingebracht wird und daß es hierin durch Stampfen, Rütteln, Pressen od. dgl. verdichtet wird, wobei das geblähte Gut so schnell in die Formen eingebracht und darin verdichtet wird, daß diese Vorgänge noch vor beginnender Erstarrung beendet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1858 499.