DE1646538A1

DE1646538A1 - Baukomponenten und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1646538A1
Application number: DE19671646538
Authority: DE
Inventors: Alfred Donath; Wilhelm Hofflinghoff; Waldmar Kocemba-Wysocki
Original assignee: GLASSWALL PROJECTS Ltd
Current assignee: GLASSWALL PROJECTS Ltd
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1137554A

Description

Unser Zeichen: G 1084

Baukomponenten und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Baukomponenten,z.B. ziegelsteinartige, plattenartige oder blockartige Formen, die gegen elektromagnetische Strahlung, wie sie z.B. bei der Atomkernspaltung entstehen, schützen, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung*

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Baukomponente, die gegen elektromagnetische Strahlung Schutz gewährt, besteht darin, daß eine Paste oder ein Pulver, welches einen größeren Anteil an einem Bleioxyd enthält, unter Druck verformt wird und vor, während oder nach der Preßformung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

Vorzugsweise

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Vorzugsweise wird Bleimonoxid (PbO) in pulverisierter Form als Bleifcestandteil der Paste verwendet, es kann aber auch ein anderes oder mehrere Bleioxyde verwendet werden. In jedem .Fall kann der Bleibestandtei1 mit anderen Stoffen gemischt v/erden. Zur Herstellung der Paste können bei einer Ausführungsform die festen Bestandteile mit einem öl gemischt weraen. Ein ilineralöl ist ungeeignet, während ein tierisches oder pflanzliches Öl verwendet weraen kann, Bevorzugt wird Leinöl. Bleioxyd und Öl können zur Herstellung der Paste im Verhältnis von etwa 14:1 Gew.^ verwendet werden, es kann jedoch auch ein größerer Ölanteil zur Anwendung können. Das ül wird dispergiert, wenn aie Paste unter Druck und 7iarme geformt wird. Bie Behandlung erfordert hierbei eine längere Zeit, wenn ein größerer ölanteil als ölen angegeben verwendet wird. In einer anderen Ausfuhrungsform kann das Bleioxyd mit einem Biniehars gemischt und unter Druck verformt sowie erhitzt werden.

Die festen Ziegel oder Platten, z>x denen die Paste verpreßt wird, können mit gefurchten und geriLlten oder gekenlten Seitenflächen geformt werden, um eine Versahnung

zu

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zu bilden, wenn sie in Form einer ^Tiand oder Mauer zusammengebaut werden. Bei modifizierten Formen der erfindungsgemäßen Komponenten können gegenüberliegende Flächen der Platte oder dieses Ziegels aufgepreßte Deckfolien oder -platten aus absorbierende» Papier oder einem anderen Material tragen, um überschüssige Mengen an flüssiger Mischung und Gasen während des Verfahrens der Druckverformung su absorbieren.

Die folgende Beschreibung dient dem besseren Verständnis der Erfindung, wird jedoch lediglich als Beispiel für die Erfindung gegeben, in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. In dieser stellen dar;

Fig. 1 einen Seiten- bzw. Kantenaufriß eines

und 2

erfindungsgemäßen Ziegelsteins bzw. ei ner Platte; i

Fig. 3 einen Längsquerschnitt der in Fig. 1 gezeigten Komponente;

Fig. 4 perspektivische Ansichten von sich dia- und 5

gonal gegenüberliegenden Ecken einer

Komponente, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist;

Pia,

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Fig. 6 einen Längsschnitt entsprechend dem von Fig. 3 durch eine abgewandelte Form einer erfindungsgemäßen Baukoraponente;

Fig. 7 eine etwas schematische, perspektivische Ansicht einer Form, in der eine Konponente oder ein Bauteil wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt geformt werden kann, und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines modifizierten Rahmens, der in der in Fig. 7 gezeigten Presse verwendet werden kann.

Bei der Ausführung der Erfindung in geeigneter Weise, wie sie in der obigen Zeichnung gezeigt wird, wird eine Paste hergestellt durch Mischen von 14 Teilen Bleimonoxyd (PbO), mit mindestens einem Seil Leinöl. Diese taste wird in eine Hochdruckpresse gebracht, die einen Rahmen enthält, der zwischen den Preßplatten angeordnet ist, (vgl. Fig.7). Die Druckplatten können geheizt werden, beispielsweise elektrisch, und werden auf Temperaturen von 100 bis 200⁰C oder darüber erhitzt. Die Paste kann erhitzt werden entweder ehe die Pressenplatten zum Zueammenpressen der Paste zusammenbewegt werden oder nachdem die Platten zusammenbewegt

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menbewegt wurden zur Durchführung des Preßvorgangs oder während dieser beiden Perioden. Die Platten werden zusammenbewegt, um die eingeschlossene Paste einem Druck von etwa 30 t/cm oder darüber auszusetzen. Die angegebenen Werte von Temperatur und Druck können 20 bis 30 Minuten aufrechterhalten werden, worauf die Heizung abgeschaltet wird, der Hochdruck jedoch vorzugsweise noch aufrechterhalten bleibt, bis die Temperatur des komprimierten Materials auf etwa 50⁰C gefallen ist. Die Wirkung von Wärme und urucK besteht in einer Dispersion des Öls um die festen Teilchen der Paste und danach im Austreiben eines Teils davon bei fortschreitender Formungsbehandlung, so daß im fertigen Ziegelstein oder der fertigen Platte die Bleioxydteilchen fest zusammengepreßt und aneinandergebunden vorliegen und die Eigenschaften eines steinartigen Körpers aufweisen. Üblicherweise erhält man ein spezifisches Gewicht von etwa 7,2.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine flüssige oder viskose Mischung, die ein Epoxyharz und ein Härtungs- oder Temperungsmittel dafür enthält (z.B. ein unter dem Warenzeichen "Protolin" bekann

tes

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tea Mittel), hergestellt, wobei die Mischung in den empfohlenen Mengenanteilen vorliegt, um eine Härtung innerhalb von einigen Stunden bis zu etwa 24 Stunden sicherzustellen.

Diese synthetische Harzmischung wird dann mit Bleimonoxyd im ungefähren Verhältnis von 1 Teil synthetische Harzmischung auf 2 Gew.Teile Bleimonoxyd oder, zur Erzielung größerer Dichte, von 3 Teilen PbO auf 1 Teil Mischung gemischt. Das Mischen wird bei gewöhnlicher Zimmertemperatur vorgenommen, und die Mischung v/ird noch bei dieser Temperatur in eine Preßform wie die oben beschriebene eingebracht. Gegebenenfalls können die inneren Oberflächender Form mit einem Material wie z.B. Molybdäncarbid MOpG oder Molybdänsulfid MoSp» welche ein Anhängen oder Ankleben der Harz-Bleimonoxydmisehung an der Form verhindern und/ oder auf dem geformten Produkt einen Flächenüberzug bilden können, bestäubt oder in anderer Weise überzogen werden.

Die Form wird Kräften ausgesetzt, welche die darin befindliche Mischung komprimieren, und zwar für mehrere Stunden (wie oben angegeben), wie es zum Härten der Epoxyhärzmischung erforderlich ist, und dieses Komprimieren erfolgt

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folgt "bei gewöhnlicher Zimmertemperatur. Der Druck kann jeden gewünschten Wert erreichen und kann, wie oben angegeben, in der Größenordnung von 30 t/cm oder darüber liegen.

die Mischung abgebunden und gehärtet ist, wird sie einer Wärmebehandlung ausgesetzt, z.B. durch Entnahme aus der Form und Einführen in einen Brennofen. Wenn der geformte Ziegelstein, die Platte oder ein ähnlicher Gegenstand für die spätere Verwendung bearbeitet werden soll, z.B. ™

gebohrt oder gefräst wird, ist diese Wärmebehandlung verhältnismäßig begrenzt, z.B. indem einige Stunden auf eine Temperatur von 100 bis 200⁰C erhitzt wird. Wenn der Artikel eine größere Schutzwirkung gegen Strahlung haben soll, kann die Wärmebehandlung bei einer wesentlich höheren Temperatur durchgeführt werden, z.B. bei 700 G, wobei diese Temperatur ausreichend lange aufrechterhalten wird, um sicherzustellen, daß eine homogene Temperatur dieses Wertes im ganzen Gegenstand erreicht wurde, worauf der Gegenstand ί aus dem Ofen entfernt und abkühlen gelassen wird.

Die zuletzt beschriebene Ausführungsform kann auch bei Verwendung von Bleimonoxyd in Mischung mit anderen bekannten Bindemittelharzen in geeigneten Mengen angewendet werden (und mit einem Härtungsmittel, falls ein solches bei dem gewählten Bindemittelharz erforderlich ist).

In

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In diesen Fallen ist es im allgemeinen erforderlich, anfangs das Bindemittelharz durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 25 bis 25O⁰C zu erweichen und dann das Härtungsmittel, falls ein solches erforderlich ist, zuzusetzen und einzumischen. Die Mischung wird dann im geeigneten Verhältnis mit dem Bleimonoxyd gemischt,und diese endgültige Mischung wird in die Form gebracht und darin 12 bis 15 Stunden lang unter Druck gehalten (bis zu 30 t/cm oder mehr). Gewöhnlich ist es vorzuziehen, die Mischung, während sie unter Druck gehalten wird, auf eine Temperatur zu erhitzen, die von dem verwendeten Bindemittelharz abhängt, z.B. auf 100 bis 300⁰C. Hierzu kann die Form mit elektrisch geheizten Druckplatten, wie oben erwähnt, ausgerüstet werden. Viele dieser wahlweise anwendbaren Bindemittelharze sind brennbar,und um den fertigen Gegenstand vor einem raschen Brennen zu schützen, wird vorzugsweise ein Oberflächenüberzug (z.B. eine Metallfolie oder Molybdäncarbid oder -sulfid, wie oben erwähnt, oder eine Metallfolienauskleidung) auf dem Gegenstand angebracht, indem die inneren Formoberflächen mit diesem Überzugsmaterial ausgekleidet oder bestäubt werden, bevor das Material eingebracht und preßgeformt wird.

Iu

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In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen kann das Bleimonoxyd durch geeignete Mengen an einem oder mehreren anderen Bleioxyden (Pb₂O^ oder Pb.,0.) oder durch PbIC), ersetzt werden.

Außerdem können bei jeder der erwähnten Ausführungsformen andere pulverisierte Stoffe in begrenzten Mengen der Mischung für bestimmte Zwecke zugesetzt werden, beispielsweise kann zur Erhöhung des spezifischen Gewichtes des fertigen Ziegelsteins oder der Platte auf einen Wert von etwa 5 bis 6 der Mischung ein Anteil -Eisenfeilspäne zugesetzt werden. Diese zugesetzten Stoffe übersteigen gewöhnlich '10 Gew.)& der Gesamtmenge nicht und machen normalerweise nur etwa 5 Gew.^ aus.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungs-

geinäßen Veri'anrens kann das oben beschriebene Formen der { Mischungen unter Druck auch im Vakuum ausgeführt werden, um .Formlinge von noch größerer Härte und Diente und mit stark verringerten Luft- oder Gaseinschlüssen herzustellen. In dieseift Fall wird auch das Mischen vorzugsweise im Vakuum durchgeführt (zu diesem Zweck kann die Form als Mischkammer

verwendet

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- ίο -

verwendet werden), und das Vakuum v/ird aufrechterhalten, wänrend die Form geschlossen ist und während der -uruck in der Form (und gegebenenfalls erhöhte 'jJeaperatur) aufrechterhalten wird.

Eine günstige Form der erfindungsgemäBen -ßaukomponente, die in der oben beschriebenen v/eise hergestellt wird, ist in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung gezeigt. Sie besteht aus einem rechteckigen Ziegel oder eine Platte 1 von irgendwelchen gewünschten Abmessungen und von bestimmter Dicke, je nach dem gewünschten Grad des Jtrahlungsschutzes. Vorzugsweise sind die Seiten des Formrahmens so ausgebildet, daß sie zwei aneinandergrenzende Seiten der Platte 1 mit im Schnitt dreieckigen Vertiefungen 2 (vgl. Fig.4) bilden, während die beiden anderen Seiten der Platte Vorsprünge 3 von entsprechendem querschnitt aufweisen (Fig. 5). V/enn mehrere blatten Seite an Seite unter Bildung einer Wand oder dergl. zusammengesetzt werden, verzahnen sich diese erhöhten bzw. eingetieften Kanten miteinander (Fig.3).

Bei einer abgeänderten Form der erfindungsgemäßen Platte, die in Fig. 6 gezeigt wird, werden Folien oder Plat

ten

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BAD

ten 4 aus Polythene auf einer Fläche oder auf der entgegengesetzten Oberfläche der Platte 1 befestigt, beispielsweise durch einen Klebstoff, nachdem die Platte geformt und abgekühlt wurde.

Sine Ausführung einer Form, in der eine Platte 1 hergestellt werden kann, wird schematisch in Fig. 7 geaeigt. Sin starrer Rahmen 5 von geeigneter Größe und Form (mit vorspringenden oder eingetieften inneren Oberflächen zur Formung der Plattenseiten 2 und 3, wie gezeigt) ist zwischen den Druckplatten 6 und 7 einer Hochdruckpresse angeordnet. Diese Platten weisen eine elektrische Heizvorrichtung (nicht gezeigt) üblicher Bauweise auf. Wenn der Rahmen 5 sich auf der unteren Platte 7 befindet, wird die so gebildete Vertiefung mit der Paste, wie oben beschrieben, gefüllt,und die Platten werden zusammengebracht, um die oben erläuterte Formung durchzuführen. i

Anstelle des Rahmens 5 kann ein verstellbarer Rahmen, wie in Fig. 8 gezeigt wird, verwendet werden, der die Formung von Platten verschiedener Abmessungen je nach Wunsch ermöglicht. Zwei aneinandergrenzende Seitenteile des Rahmens

bilden

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bilden ein I-förmiges Bauteil 8, wobei die. inneren Oberflächen, wie bei 9 gezeigt wird, eingetieft' sind. Die beiden anderen Seitenteile des Rahmens bilden ein weiteres L-förmiges Bauteil 10, dessen innere Oberflächen, wie bei 11 gezeigt, vorspringen. Die vorspringende Spitze eines . Gliedes 10 kann in eine Vertiefung 9 des Gliedes α eingreifen, und die vprspringende Innenseite des anderen Gliedes 10 greift in die eingesenkte Spitze des anderen Gliedes 8 ein. Die so zusammengefügten L-förmigen Teile können im Verhältnis zueinander gleitend eingestellt werden (und durch nicht gezeigte Vorrichtungen in jeder gewünschten Position festgelegt werden), zwecks Herstellung einer Platte von konstanter Dicke, aber wählnaren sonstigen Abmessungen.

Um ein Anhaften der Plaste an den Druckplatten 6 und 7 und/oder am Rahmen während der Formung zu verhindern, kann eine Auskleidung aus absorbierendem Material oder dergl. vorgesehen werden.

Wenn eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Komponenten zur Herstellung einer strahlungsabschirmenden Wand oder

Mauer

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Mauer zusammengebaut werden, geschieht es bisweilen, daß jSeJsen oder /ertiefungen keinen vollständigen Schutz gegen die Strahlung ergeben, z.B. infolge eines Hisses oder Spaltes oder einer notwendigerweise dünnen Stelle der Viand. In diesem Fall kann gemäß der Erfindung eine Paste im noch fließfähigen Zustand über die schwache Stelle oder Ecke in Form einer dünnen Schicht gesprüht werden, die trocknen bzw. härten gelassen wird, gegebenenfalls unterstützt durch

ii; von 3trahlungswärme. Auf diese Weise können aufeinanderfolgende Schichten angebracht und getrocknet werden, ois die fragliche Stelle ausreichend dick ist, um den Schutz au ergeben.

Me erfindung ^.gemäßen Komponenten können in üblicher '(/eise zur Hera teilung einer Wand oder dergl. verwendet werden. Die äußeren Überflächen der Komponenten können durch Schleifen oder dergl. mit einem Schleifmittel aufgerauhb urui dann beispielsweise mit einem Klebstoff, an den benachbarten Oberflächen der angrenzenden Komponenten befestigt ./erden, die suaammen in Form einer Wand oder der'gL. aufgeschichtet aind. CiegebanenfaLlB kann eine Wand von Drei-Ziögel-Uicke eine innere Wnndijchichb aufwalzen,

die

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die aus erfindungsgemäßen Komponenten besteht und auf jeder Oberfläche eine Außenschicht trägt, die aus üblichen Ziegelsteinen oder dergl. gebildet ist.

Die erfindungsgemäßen Baukomponenten sind für Strahlung, wie' sie z.3. bei der Atomkernspaltung entsteht, und für Säugetiere schädlich ist, undurchlässig oder absorbieren sie, und eine Wand oder dergl.,die aus diesen Komponenten besteht, liefert einen .vir^samen Schutz gegen derartige Strahlung.

Patent ans priiche

BADORSGiNAL

Claims

PATENTANSPRÜCHE

f Verfahren zur Herstellung einer Baukomponente, die dchuts gegen elektromagnetische Strahlung gewährt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Paste oder ein Pulver, welches einen Haar.+anteil an einem Bleioxyd enthält, unter Druck formgepreßt und vor, während oder nach dem i'ormungsvorgang einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Bleioxyd mit einem tierischen oder pflanzlichen Öl unter Bildung einer Paste gemischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste vor dem Komprimieren in der Form erhitzt und

in heißem Zustand in die Form eingefüllt wird. {
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf der Paste in der Form aufrechterhalten wird, bis der Forminhalt im wesentlichen wieder Außentemperatur erreicht hat.
5.

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5. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverisierte Bleioxyd mit einem Bin'de.rr,itteliiar:: gemischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die für die Preßformung vorbereitete Mischung aus geeigneten Anteilen eines lipo-yharses, eines Härtungsmittels für dieses und aus einem pulverisierten Bleioxyd besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formungsmaterial gemischt und anschließend unter Druck bei verhältnismäßig niedriger Temperatur wie bei normaler Zimmertemperatur preßgeformt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der geformte Gegenstand anschließend einer Wärmebehandlung bei verhältnismäßig hoher, Temperatur ausgesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß der kaltgeformte Gegenstand einige Stunden lang auf eine Temperatur von etwa 100 bis 200⁰C erhitzt wird.
10.

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-πιο. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kaltgeformte Gegenstand auf eine Temperatur bis zu etwa 700 ^Jü ausreichend lange erhitzt wird, um sicherzustellen, daß der Gegenstand durch und durch gleiche Temperatur erreicht, worauf er abkühlen gelassen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Bleioxyd J31eimono.xyd, PbO,
verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Bleioxyd Pb₉O-Z oder Pb-O₁
oder PbV(O verwendet .;ird.
].'<. Ven'ahren nach einem der vorhergehenien Ansprüche, dadurcn gekennzeichnet, UaIo das Mischen und oder die Preüformung im Vakuum durchgeführt wird. .
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die l'rei'3formung bei einem Druck

bin au 50 t/cm' odor mohr wahrend oinets '/,elträum« von v;eni^tm »Jtnndem bin v,u al tin .: l· otuncUm durchi-;et^ihrt wird, ju nach dsm "au· Hornt«Llung ti«a Form.Li.n;';n in dor HLiscihunr verflf! ban i'm.i t'uulteu
15. ■ Baukomponente sum Schutz gegen strahlung, bestehend aus einem formbaren Material, welches einen größeren Anteil an Bleioxyd enthält, und welches unter Druck preßgeformt und einer V/ärmebehandlung ausgesetzt wurde.
16. Baukomponente nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung eines Bleiox.vds ;nit einem pflanzlichen oder tierischen Öl besteht, welche einer Erhitzung und Druckformung unterworfen wurde.
17. Baukomponente nnoii Anspruch 1*:>, dadurca gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung von Bleioxyd mit einem härtbaren Bindemittelharz gesteht, welche preßgeformt und ans c hl ie 13 end erhitzt wurde.
18. Baukomponente nacri .rasp mc η ^l7, aadurcti gekennzeichnet, daß aas Bindemi txelhar:-; aus einem lu.nz.yharz Desteht, .^eichen mit einem geeigneten Hartiui; :3::.L ttal .:en.ischt ist,

I¹J. Baukomponente nach einem :U-v Ansprache ]^Lj bis 1ö, i;;ükerm;iu Lehnet durch P int ten- oder ^ iegelaCR inform mit Lunten, die ao i^iiormt πίπα, daü yi« no im !lujaiamenbau mit gleichen Zie^nln öler !'Latten ineituindergreifen.

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