DE1239229C2 - Verfahren zum herstellen von feuerbestaendigem kunststoffbeton - Google Patents

Description

trächtlich größer als die Größe der Poren des diese material ein die Expansion bewirkender Stoff beiZwischenräume ausfüllenden Kunststoffes ist. gegeben oder auch in dem Xunststoff verteilt wer-Es hat sich ferner als geeignet erwiesen, die mine- den, wenn dieser eine teigartige Konsistenz hat, worralischen Körner mit einem besonderen Haftmittel zu auf die Expansion vor oder nach dem Mischen mit behandeln, damit die Haftung zwischen dem ver- 5 dem Zuschlagstoff erfolgen kann. Bei thermoplastischäumten Kunststoff und den Körnern verbessert sehen Kunststoffen ist es zweckmäßig, den Kunststoff wird. Als Haftmittel kann Polyvinylpropionat and in seinem vollständig polymerisierten Zustand zu ver-Polymethylacrylsäureester (polymethylacrylic methyl- wenden und ihn im geschmolzenen Zustand mit dem ester) verwendet werden. Das Haftmittel wird auf die Expansionsmittel zu mischen. Jedoch kann auch von Körner vorzugsweise in Form einer wäßrigen Dis- io dem Monomer oder einem Vorpolymerisat des verpersion aufgebracht. wendeten Kunststoffes ausgegangen werden. Im letz-Das Verfahren nach der Erfindung kann zum Her- teren Fall findet das Abbinden, das zur Bildung der stellen von geformten Körpern in der Weise verwen- porösen Struktur notwendig ist, während der porösen det werden, daß die Mischung aus expandierbarem Polymerisation oder der fortdauernden Polymerisa- und abbindefähigem Kunststoff zu einem Körpsr be- 15 tion statt, je nach dem Ausgangsmaterial. Bei der stimmter Abmessungen geformt und dann zum Ex- Anwendung von wärmehärtbaren Kunststoffen ist es pandieren und Abbinden gebracht wird. Solche ge- andererseits zweckmäßig, ein flüssiges Vorkondensat formten Körper können bewehrt sein, z. B. mit Be- des härtbaren Kunststoffes anzuwenden, das mit dem wehmngsstäben versehen sein; die dichte Zellen- blasenbildenden Mittel oder Schaummittel und dem oder Porenstruktur des Materials wirkt sich dabei ao Kreuzbindungsmittel sowie Katalysatoren gemischt auch insofern vorteilhaft aus, als hierdurch das wird, so daß der Kunststoff abbinden kann, nachdem Rosten der Bewehrungsstäbe verhindert wird. Die die porige Struktur durch Expansion gebildet ist. Bewehrung kann auch in anderer Weise erfolgen, Es ist weiterhin möglich, den Kunststoff dadurch z. B. dadurch, daß Metallgaze oder Flechtgewebe porös zu machen, indem ein in ihm gelöstes Gas zum od. dgl., das nicht aus Metall zu bestehen braucht, in as Expandieren gebracht oder eine in ihm gelöste leichtden Beton eingebettet wird. Die gemäß der Erfindung siedende Flüssigkeit in Dampf verwandelt wird. Daaus dem Kunststoffbeton geformten Körper können bei kann das Gas oder die Flüssigkeit in einem weibeispielsweise in Form von Platten, Steinen oder chen Kunststoff bzw. in einem weichen Kunststoff-Blöcken, Stäben, Balken oder Träger, Rohren und material unter Druck gelöst werden. Das in dieser Ringen usw. hergestellt sein. 30 Weise expandierbar gemachte Material wird dann Die Durchführung des Verfahrens nach der Erfin- zum Expandieren und in Berührung mit dem hochdung kann in verschiedener Weise erfolgen. Zum porösen mineralischen Zuschlagstoff zum Abbinden Beispiel kann der Kunststoff zusammen mit dem Zu- gebracht.

schlagstoff in einer Trommel durch Walzen durchein- Mit etwas abgeschwächten Vorteilen kann das Verandergebracht und die Mischung in eine Form einge- 35 fahren nach der Erfindung auch derart durchgeführt bracht und dem Expandieren und Abbinden über- werden, daß ein Kunststoff oder Kunststoffmaterial lassen werden. Dieses Verfahren ist besonders zum niedriger Viskosität durch mechanisches Umrühren Herstellen von geformten Körpern großer Abmes- verschäumt wird, worauf der erhaltene Schaum in sungen und bei Anwendung von Zuschlagstoffen Berührung mit dem Zuschlagstoff und der Kunststoff feiner Korngrößenabstufung zu empfehlen umd kann 40 zum Abbinden oder das Kunststoffmaterial zum ohne Schwierigkeit als laufendes Formverfahren weiteren Reagieren beim Abbinden und zum Erdurchgeführt werden. Die Mischvorrichtung kann härten gebracht wird.

dabei eine übliche rotierende Mischtrommel sein. Die Art und Weise, in der die porige Struktur des Das Mischen des Kunststoffes mit dem Zuschlag- die Zwischenräume des hochporösen Zuschlagstoffes stoff kann aber auch erfolgen, ohne den Zuschlagstoff 45 ausfüllenden Kunststoffmaterials erzeugt wird, ist zu bewegen. Dies kann z. B. dadurch ermöglicht nicht von wesentlicher Bedeutung. Für die Erfindung werden, daß ein im Zustand der Expansion befind- ist jedes Verfahren zum Erzeugen einer porigen licher Kunststoff von unten in eine Schicht des Struktur des Kunststoffes und zum Stabilisieren dieser porösen Zuschlagstoffes eingebracht und dem Ab- Struktur durch Abbinden des Kunststoffes oder durch binden überlassen wird. Bei Anwendung dieses Ver- 50 Polymerisation des Ausgangsstoffes, Kondensation fahrens kann der Zuschlagstoff auf dem Boden einer und/oder Brückenbildung beim Abbinden anwend-Form oder eines Behälters mit nicht dicht schließen- bar. Das Abbinden darf lediglich erst dann ständern Deckel ausgebreitet werden, der an seinem finden, nachdem der Kunststoff mit dem Zuschlag-Boden mit einer Zuführung für den Kunststoff ver- stoff in Verbindung gebracht ist. sehen ist. 55 Der bei Anwendung der Erfindung erzeugte Kunst-Der expandierbare Kunststoff kann entweder ein stoffbeton hat verschiedene interessante und wertvolle thermoplastischer Kunststoff, z. B. Polystyrol, Poly- Eigenschaften. Das Raumgewicht ist etwa das gleiche urethan, regenerierte Cellulose, Celluloseacetat, Poly- wie dasjenige des lose geschütteten Zuschlagstoffes, vinylchlorid und Polyvinylacetat oder ein wäirmehärt- Zum Beispiel wird bei Anwendung von expandiertem barer Kunststoff, z. B. ein phenolhaltiger oder harn- 60 Ton mit einem Raumgewicht von 350 kg/m³ und stoffhaltiger Kunststoff, sein. 30% Hohlraumanteil zwischen den Körnern und Die Expansion des Kunststoffes oder des Kunst- einem v^rschäumten Kunststoff mit einem endgülstoffmaterials kann mit den bei der Herstellung von tigen Raumgewicht von 25 kg/cm³ ein kunststoff-Schaumkunststoff bekannten Verfahren herbeigeführt gebundener Beton erzeugt, der ein Raumgewicht von werden. 65 357,5 kg/m³ hat und dessen Kunststoffbedarf nur

Der Kunststoff im Kunststoffbeton kann durch ein 7,5 kg/cm³ beträgt.

gaserzeugendes Mittel porös gemacht werden. Zum Die Festigkeit des gemäß der Erfindung herge-

Beispiel kann dem Kunststoff bzw. dem Kunststoff- stellten Kunststoffbetons ist in hohem Maß von dem

1.

Raumgewicht des expandierten Kunststoffes abhän- Beispiel 1
gig. Bei Anwendung eines expandierten Kunststoffes,

dessen Raumgewicht entsprechend dem vorstehenden In einem Mischer wurde 1 m³ expandierter Ton Beispiel 25 kg/m³ beträgt, kann ein .cunststoffgebun- aus im wesentlichen kugelförmigen Körnern mit einer dener Beton erzeugt werden, 3er für Bauzwecke 5 Korngröße von 2 bis 3 cm einschließlich und einer brauchbar ist und eine Druckfestigkeit von 10 bis Schüttdichte von 380 kg/m³ eingebracht. Der 20 kg/cm³ sowie eine Zähigkeit und Härte an den Mischung wurden 6 kg einer Polyurethanschaum-Kanten aufweist, die bei solchen Leichtstoffen nicht Rohmaterialmischung beigegeben, die aus 100 Geiiblich ist. Dabei beträgt die Druckfestigkeit von ex- wichtsteilen einer Mischung aus Hydroxylgruppen entpandierttm Kunststoff bei dem angegebenen Raum- io haltenden Polyestern, 140 Gewichtsteilen Toluylengewichi von 25 kg/m³ nur 1 bis 2 kg/cm². diisocyanat, 50 Gewichtsteilen Trichlormonofluor-

Hinsichtlich der Durchlässigkeit gegen Gase und methan und einem geringen Anteil üblicher Aktiva-Flüssigkeiten zeigt der nach der Erfindung hsrge- toren bestand. Nach kurzem Umrühren der Masse stellte Kunststoffbeton sehr wertvolle Eigenschaften; wurde diese in eine Form eingegossen. Infolge der auch ist er völlig unempfindlich gegen Wasser. Er ist 15 eintretenden exothermen Reaktion steigt dabei die infolgedessen auch vollkommen frostbeständig und Temperatur über den Siedepunkt des Trichlormonofrei von Bewegungen infolge Feuchtigkeit. Der Kunst- fiuormethans (23,8° C) an und bewirkt eine Verstoffbeton nach der Erfindung auf Bnsis von expan- schäumung des Kunststoffes, so daß die Zwischendiertem Ton weist eine sehr befriedigende Beständig- räume zwischen den kugelförmigen Kornteilen des keit gegen Säuren, z. B. Schwefeldioxyd, auf, welche 20 Zuschlagstoffes mit Kunststoff aufgefüllt werden, oft in der Luft in oder bei Industrieanlagen enthalten Nach 8 Minuten hatte der verschäumte Kunststoff sind und gegenüber den alkaligebundenen üblichen vollständig abgebunden, worauf der fertiggeformte Beton- und Leichtbetonarten schädlich sind. Gesägte Körper aus der Form herausgenommen und je nach oder geschnittene Stücke des Kunststoffbetons haben Wunsch in Platten, Steine, Blöcke usw. zersägt wer-Schnittflächen, die in der Hauptsache aus porösem 25 den konnte. Der fertige Beton hatte eine Quetschmineralischem Material bestehen, dessen Poren in der bzw. Druckfestigkeit von 13 kg/cm* und ein Raum-Schnittfläche durch den Schnitt geöffnet sind. In- gewicht von 386 kg/m^:J. Sein Wärmeisolierungsverfolgedessen haften Materialien, die auf diese Fläche mögen betrug 0,073 kcal/m/h/° C.
aufgebracht werden, z. B. Gips oder Kitt, Sardmasse „ . . .
od. dgl., auf diesen Flächen sehr gut. Auch können 30 e 1 s ρ 1 e 1
vorgefertigte Verkleidungsschichten oder Platten beim Eine verschließbare Form, deren Wandungen für Herstellen des Betons auf diesem aufgebracht wer- einen inneren Überdruck bis zu 1,5 kg/cm² bemessen den, wobei der Kunststoff zugleich als Klebemittel waren, wurde mit expandiertem Ton gefüllt, dessen zum Befestigen der Verkleidung dient. kugelförmige Teilchen Durchmesser von etwa 0,7 bis

Wie bereits erwähnt, ist jedoch der überraschendste 35 einschließlich 2 cm hatten. Die Schüttdichte des Tones Vorteil des gemäß der Erfindung hergestellten Kunst- betrug 310 kg/m³ (Raumgewicht bei loser Schüttung), Stoffbetons in der großen Feuerbeständigkeit zu und die Form hatte einen Inhalt von etwa 0,3 m³. Sie sehen. Obwohl Kunststoffe der Pyrolyse schon bei konnte daher 93 kg des expandierten Tones aufnehverhältnismäßig niedrigen Temperaturen unterworfen men. Die Zwischenräume zwischen den kugelförmisind, hat sich gezeigt, daß die vereinigte Anwendung 40 gen Tonteilchen betrugen etwa 0,06 m³. Damit diese von expandiertem Kunststoff und dem hochporösen Zwischenräume mit verschäumtem Kunststoff mit Zuschlagstoff gemäß der Erfindung ein Erzeugnis er- einem durchschnittlichen Raumgewicht von 30 kg/m³ bringt, das praktisch nicht entzündbar ist. In diesem gefüllt werden konnten, wurden 1,8 kg einer Schaum-Zusammenhang konnte die sehr interessante Beob- material-Ausgangsmischung eingebracht, die aus achtung gemacht werden, daß, wenn die Oberfläche 45 115 Gewichtsteilen einer Mischung aus Hydroxyleines Kunststoflbetonstückes dem Einfluß einer gruppen enthaltenden Polyestern, 145 Gewichtsteilen Flamme ausgesetzt wird, der Kunststoff von der er- Diphenylmethandiisocyanat, 55 Gewichtsteilen Trihitzten Fläche zorückkriecht, wobei dieses Zurück- chlormonofluormethan und einem geringen Anteil weichen erfolgt, bis der Kunststoff aus der Ober- üblicher Aktivatoren bestand und durch eine kleine flächenschicht bis zu einer Tiefe von 10 bis 20 mm 50 öffnung im unteren Teil der Form injiziert wurde, verschwunden ist. Das Material ist dann durch eine Bei der Expansion des Kunststoffes wurden die Zwi-10 bis 20 mm dicke Schicht geschützt, die nur aus schenräume zwischen den kugelförmigen Tonteilchen dem stark isolierenden porösen mineralischem Zu- aufgefüllt. Nach einigen Minuten konnte die Form schlagstoff besteht. Die weitere Aufnahme von Hitze geöffnet und der starre Kunststoffbetonkörper aus erfolgt dann außerordentlich langsam, und wenn das 55 ihr entnommen werden. Die Arbeitsweise nach die-Feuer nicht zu lange andauert, so wird der Kunst- sem Beispiel ist besonders geeignet, wenn der gestoffbeton nur in einem solchen Maß in Mitleiden- formte Betonkörper nicht in kleinere Körper unterschaft gezogen, daß er nach dem Feuer nur in irgend- teilt werden soll, sondern die Form so ausgebildet einer bekannten Weise einer Oberflächenbehandlung und bemessen ist, daß der Betonkörper die geunterworfen zu werden braucht. 60 wünschten Abmessuneen erhält.

Claims (2)

angegebenen Weise hergestellt wird, säurebeständiger, Patentansnriiche· weniger brüchig an den Kanten von geformten ratentansprucne. Körpern und neigt nicht zum späteren Schwinden. Der bekannte Kunststoffbeton hat aber die Nachteile,

1. Verfahren zum Herstellen von feuerbestän- 5 daß seine Feuerbeständigkeit begrenzt ist, und daß digem Kunststoffbeton, bei dem ein expandier- er infolge der Verwendung von Kunststoff teuer ist.
barer, abbindefähiger Kunststoff mit einem hoch- Durch die vorliegende Erfindung so!! demgegenporösen, geschlossene Zellen aufweisenden mine- über die Herstellung eines Kunststoffb?--.'.s ermögralischen Zuschlagstoff gemischt und darauf der licht werden, bei dem unter Aufrechteinaltung der Kunststoff zur Expansion und zum Abbinden ge- ίο günstigen Eigenschaften der bisher bekannten kunstbracht wird, dadurch gekennzeichnet, stoffgebundenen Betonarten weitere Eigenschaften, daß als Zuschlagstoff ein expandierter Ton mit insbesondere seine Feuerbeständigkeit, verbessert einer Korngröße, die nicht wesentlich unter 5 mm sind.

ist, wobei die Korngrößenabstufung nach oben Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht,

zweckmäßig so groß gewählt wird, daß die freien 15 daß als Zuschlagstoff ein expandierter Ton mit einer Zwischenräume zwischen den Kornteilen beträcht- Korngröße, die nicht wesentlich unter 5 mm ist, wolich größer als die Größe der Poren des die Zwi- bei die Korngrößenabstufung nach oben zweckmäßig sch"nräume ausfüllenden Kunststoffes ist, ver- so groß gewählt wird, daß die freien Zwischenräume wendet wird. zwischen den Kornteilen beträchtlich größer als die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 Größe der Poren des diese Zwischenräume ausfüllenkennzeichnet, daß die Mischung aus expandier- den Kunststoffes ist, verwendet wird.

tem Ton und aus expandierbarem und abbinde- Ein auf diese Weise hergestellter Kunststoffbeton

fähigem Kunststoff zu einem Körper bestimmter weist außer einer erhöhten Feuerbeständigkeit ein Abmessungen geformt und dann zum Expandie- besseres Wärmeisoliervermögen auf und ist außerdem ren und Abbinden gebracht wird. 25 gas- und wasserdicht. Dabei kann der Kunststoff

beton trotz der verbesserten Eigenschaften mit einem geringeren Kunststoffverbrauch hergestellt werden als die bekannten Arten von kunststoffgebundenem

Beton.

30 Vorzugsweise enthalten die Zwischenräume zwischen den hochporösen Kornteilen des Betons expandierten Kunststoff derselben Art, wie er als Binde-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- mittel verwendet wird. Der zum gegenseitigen Verlen von Kunststoffbeton, der gegenüber bekannten kitten des groben Kornes des Zuschlagstoffes und Materialien verbesserte Güteeigenschaften aufweist. 35 zum Ausfüllen der Zwischenräume desselben die-Es ist bereits bekannt, unter Verwendung poröser nende Kunststoff kann für sich al'ein oder auch als mineralischer Körner und Kunstharz Dämmstoffe zu Mischung mit üblichen Zusätzen, wie z. B. Weich- «rhalten. Auch ist ein Isolierstoff gegen Wärme- machern, Füllmassen und/oder Farbstoffen, angegefälle aus einer hochporösen Masse bekannt, bei wendet sein.

dem diese Masse aus hochporös gemachtem Poly- 40 Der Zuschlagstoff für die Herstellung des Kunst-Styrol besteht, dem gegebenenfalls feste Substanzen, Stoffbetons nach der Erfindung hat geschlossene Po- *vie Sägemehl, Holz- oder Textilfasern, Aluminium- ren und weist eine solche Korngröße und Kornpulver od. dgl., beigegeben sein können. größenabstufung auf, daß der Bedarf an Kunststoff Demgegenüber wird unter Kunststoffbeton im auf einem niedrigen Niveau gehalten wird. Expan-Sinne der vorliegenden Erfindung ein insbesondere 45 dierter Ton, d. h. Ton, der bis zum Schmelzbeginn für Bauzwecke verwendbares Betonmaterial verhält- erhitzt worden ist, um das Blähen zu bewirken, hat tiismäßig hoher Festigkeit verstanden, bei dem der eine glatte, glasige Oberfläche, durch welche Kunsttiblicherweise als Bindemittel verwendete Zement, stoff nicht hindurchdringen kann, was zu dem sehr t. B. Portlandzement, durch einen Kunststoff als niedrigen Verbrauch an Kunststoff beiträgt,
bindemittel ersetzt ist, die Zuschlagstoffe aber im 50 Auch die Koingrößenzusammensetzung ist wesent- »vesentlichen die gleichen sind wie bei zementgebun- Hch. Im Interesse eines niedrigen Bindemittelbedarfs tJenem Beton. wäre die Verwendung eines Zuschlagstoffes mit Auch Kunststoffbeton solcher Art ist bereits be- idealer Korngrößenzusammensetzung erwünscht, d. h. lcannt. So ist ein Kunststoffbeton bekannt, bei dem einer Korngrößenzusammensetzung, deren Massenfirobe Körnungen von hochporösem mineralischem 55 gewicht ein Maximum ist. Bei Verwendung eines Material als Zuschlagstoff verwendet und mittels Materials mit solch dichter Lagerung ist es jedoch ♦ines Kunststoffes miteinander verkittet sind. Dieser schwierig, eine vollkommene Imprägnierung der bekannte Beton wird in der Weise hergestellt, daß Kornteile zu erreichen, und außerdem würde hierbei die hochporösen Kornteile mit einem abbindefähigen das Raumgewicht des Kunststoffes in dem engen flüssigen Kunststoff gemischt werden, worauf die so 60 Durchlaß zwischen den Kornteilen steigen, wodurch erhaltene Mischung, nachdem sie in eine Form ein- eine Verringerung des Kunststoffbedarfs nur scheingebracht oder in anderer Weise geformt ist, dem bar eintreten würde.

Abbinden und anschließenden Erhärten überlassen Demgegenüber haben Versuche gezeigt, daß die

wird. Weiterhin ist bekannt, Bauelemente aus harten kleinste Korngröße des Zuschlagstoffes einen Durchporösen Kunststoffen in Bindung mit härtbaren 65 messer haben sollte, der nicht wesentlich unter Kunststoffen herzustellen. 5 mm groß ist, und daß die Korngrößenabstufung

Im Vergleich zu ähnlichen Betonarten, die andere nach oben zweckmäßig so groß gewählt wird, daß die Bindemittel enthalten, ist Kunststoffbeton, der in der freien Zwischenräume zwischen den Kornteilen be-