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DE19816367A1 - Geformte Baumaterialien, vorzugsweise Dachdeckungsmaterial und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Geformte Baumaterialien, vorzugsweise Dachdeckungsmaterial und Verfahren zur Herstellung

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Publication number
DE19816367A1
DE19816367A1 DE1998116367 DE19816367A DE19816367A1 DE 19816367 A1 DE19816367 A1 DE 19816367A1 DE 1998116367 DE1998116367 DE 1998116367 DE 19816367 A DE19816367 A DE 19816367A DE 19816367 A1 DE19816367 A1 DE 19816367A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
building materials
waste
aggregates
melt
shaped building
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1998116367
Other languages
English (en)
Inventor
Heiko Hessenkemper
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE19816367A1 publication Critical patent/DE19816367A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B32/00Artificial stone not provided for in other groups of this subclass
    • C04B32/005Artificial stone obtained by melting at least part of the composition, e.g. metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine wirtschaftliche und marktorientierte Reststoffverwertung von Abfallstoffen zu erreichen und verbesserte Eigenschaften dieser Erzeugnisse gegenüber Naturprodukten zu erzielen. DOLLAR A Die erfindungsgemäßen Baumaterialien bestehen aus thermisch vorbehandelten, silikatischen und/oder silikatisierten, vollständig oder teilweise kristallisierten oder unkristallisierten Abfallstoffen und Zuschlagstoffen, die gegebenenfalls keramisiert sein können. DOLLAR A Von besonderer Bedeutung für das Erreichen der gewünschten Eigenschaften (Eluatverhalten, Porosität, TWB) ist die Tatsache, daß während der Herstellung in der Schmelzphase eine Online-Viskositätsmessung und eine Zudosierung weiterer Stoffe erfolgt, um eine konstante und temperaturabhängige Viskosität zu erreichen bzw. die zur Erhaltung konstanter Viskositätswerte bei konstanter Temperatur führt. DOLLAR A Durch ein definiertes Abkühl-Regime der geformten Materialien lassen sich Farbe und Eigenschaften beeinflussen. DOLLAR A Die erfindungsgemäß geformten Baumaterialien weisen hervorragende Eigenschaften auf, sind vielseitig einsetzbar, und ihre bevorzugte Verwendung besteht als Dachdeckungsmaterial.

Description

Die Erfindung betrifft geformte Baumaterialien, vorzugsweise Dachdeckungsmaterial sowie Verfahren zu deren Herstellung im Rahmen der Reststoffverwertung von Abfallstoffen unterschied­ lichster Art.
Recycling bzw. die Wertstoff-Rückgewinnung sind bekannte Technologien für Kunststoffe, Glas, Verpackungsmaterialien, Papier, Elektronik-Schrott usw.
Dagegen sind industrielle und kommunale Abfallstoffe nur mit hohem Aufwand zu entsorgen bzw. einer Wiederverwertung zuzu­ führen. Besondere Probleme ergeben sich aus der uneinheitli­ chen Zusammensetzung und dem Gehalt an Schwermetallen. Einige dieser Abfallstoffe werden lediglich als Zuschlagstoffe verwendet, so daß es an geeigneten und wirtschaftlich effek­ tiven Anwendungsgebieten mangelt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine wirtschaftliche und marktorientierte Verwertung dieser Abfallstoffe zu er­ reichen und verbesserte Eigenschaften der Erzeugnisse gegen­ über Naturprodukten zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird das Problem mit den kennzeichnenden Merk­ malen der Patentansprüche gelöst.
Von besonderer Bedeutung für das Erreichen der gewünschten Eigenschaften (insbesondere Eluatverhalten, TWB, offene Porosität) und deren Stabilisierung ist die Tatsache, daß in der Schmelzphase eine Online-Viskositätsmessung und eine Zu­ dosierung weiterer Stoffe erfolgt, um eine konstante und tem­ peraturabhangige Viskosität zu erreichen bzw. die zur Erhaltung konstanter Viskositätswerte bei konstanter Temperatur führt.
Die Online- Viskositätsmessung erfolgt nach Methoden, die aus der Glasindustrie bekannt sind.
Für jedes einzusetzende Grundsystem wird zunächst eine Labor­ untersuchung hinsichtlich der Eluatwerte notwendig.
Die Eluatwerte werden sehr häufig von der Grundstruktur des Glases beeinflußt, wobei diese Grundstruktur wiederum inner­ halb gewisser Schwankungsbreiten von der temperaturabhängigen Viskosität indirekt gekennzeichnet ist.
Die Farbe und die Endeigenschaften können durch ein defi­ niertes Abkühl- Regime, vorzugsweise von ca. 0,5 bis ca. 3 K/min., beeinflußt werden.
Eine weitere Möglichkeit der Farbgebung kann durch eine Keramisierung durch Kontakt des noch heißen Formkörpers mit einer niedrigviskosen Schmelze in Form einer Glasur erfolgen. Unter Ausnutzung der Restwärme des Formkörpers kommt es zu einer besonders starken Haftung und zur weiteren Verbesserung der Oberflächeneigenschaften.
Die erfindungsgemäßen Baumaterialien weisen Eigenschaften auf, die gegenüber den aus natürlichen Rohstoffen hergestellten überlegen sind.
So besteht im Temperaturbereich von 100 bis 150°C eine sehr gute TWB, die Restporosität beträgt 0% und das Eluatverhalten als wesentliches Kriterium zeigt eine stabile Einbindung von Schwermetallen in das Netzwerk, so daß eine Auslaugung unter­ halb der Nachweisgrenze liegt.
Die Restporosität von ca. 0% ermöglicht eine sehr hohe Lebens­ dauer der erfindungsgemäßen Materialien.
Von besonderer Bedeutung ist die Verwertung von Galvanik­ schlämmen, die ansonsten als Sondermüll zu deklarieren sind, und die marktorientierte Verwertung der Schlacken aus Müllver­ brennungsanlagen.
Die einzusetzenden Abfall- und Zuschlagstoffe können unter­ schiedlichster Natur und Zusammensetzung sein.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden.
Die zugehörige Zeichnung stellt ein Diagramm dar, das die Ab­ hängigkeit der Viskosität der Schlacke von der Zusammensetzung und der Temperatur repräsentiert.
Der Siedlungsabfall wird in einer Müllverbrennungsanlage ther­ misch behandelt. Die erhaltene Schlacke wird im flüssigen Zu­ stand mit 20 Gew.-% Weißglas versetzt. Die für die gewünschten Endeigenschaften, insbesondere Eluatverhalten und Porosität, notwendige Zusammensetzung wird zuvor in Laboruntersuchungen ermittelt, um konstante Viskositätswerte bei konstanter Tem­ peratur zu erhalten.
Weitere Versätze sind im Diagramm dargestellt.
Die Stabilisierung der Endeigenschaften wird durch eine Online-Viskositätsmessung zwischen 101 bis 105 Pas der Schmelze überwacht. Dabei kommen die aus der Glasindustrie be­ kannten Viskosimeter zur Anwendung.
Nach Erreichen konstanter Viskositätswerte bei konstanter Tem­ peratur erfolgt das Ausgießen der 1350 bis 1450°C heißen Schlacke in eine etwa 950°C heiße Form aus Alugießereisand. Anschließend erfolgt ein definiertes Abkühlregime, das Einfluß auf die Endeigenschaften und Farbe hat.
Zunächst erfolgt eine Abkühlung bis ca. 750°C mit einer Ge­ schwindigkeit von 1 K/min. Die weitere Abkühlung mit 2 K/min. erfolgt bis zu 650°C mit einer anschließenden Haltezeit von 1 Stunde. Die Abkühlung bis zur Raumtemperatur erfolgt mit ca. 3 k/min. Zur Erhaltung eines schwarzen unkristallisierten Materials sind beispielsweise Abkühlgeschwindigkeiten von kleiner 1 K/min. notwendig.
Anschließend erfolgt die Entnahme des erzeugten Ziegels aus der Form.
Die erfindungsgemäß hergestellten Materialien sind in ihren Eigenschaften denen aus Naturstoffen überlegen.
Die TWB wurde durch Abschreckung der 100 bis 150°C heißen Probekörper in Wasser bestimmt. Dabei traten auch nach 17 Ab­ schreckungen keine Verschlechterungen (Ermittlung der Schall- Laufzeit) ein.
Das Eluatverhalten (DIN 38414 Teil 4 in Kombination mit dem Schweizer Test) zeigt eine stabile Einbindung in das Netzwerk (Auslösungen unterhalb der Nachweisgrenze für alle kritischen Materialien wie Chrom, Blei Cadmium usw.).
Eine Flügelligkeit, bedingt durch die Formgebungsmöglichkeiten (Gießen oder Pressen), ist praktisch nicht vorhanden.
Tropftest: nicht vorhanden
Dreipunktbiegefestigkeit: 70 MPa
Restporosität: 0%.
Das erfindungsgemäße Material kann durch eine Oberflächen­ kristallisation oder Keramisierung (Glasurauftrag durch eine niedrigviskose Schmelze auf den noch heißen Formkörper) weiter veredelt werden, wobei die Farbe und die mechanisch­ physikalischen Eigenschaften beeinflußbar sind.

Claims (8)

1. Geformte Baumaterialien, vorzugsweise Dachdeckungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumaterialien aus thermisch vorbehandelten, silikatischen und/oder silikatisierten, voll­ ständig oder teilweise kristallisierten oder unkristallisier­ ten Abfallstoffen und Zuschlagstoffen bestehen.
2. Geformte Baumaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Baumaterialien vollständig oder teilweise keramisiert sind.
3. Geformte Baumaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Baumaterialien aus 100 bis 60 Gew.-% Abfall­ stoffen und 0 bis 40 Gew.-% Zuschlagstoffen bestehen.
4. Geformte Baumaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abfallstoffe aus Schlacken aus Müllverbren­ nungsanlagen, Galvanikschlämmen, Flugaschen oder deren Mischungen bestehen.
5. Geformte Baumaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuschlagstoffe aus Glasscherben, Flugaschen, Oxiden oder deren Mischungen bestehen.
5. Verfahren zur Herstellung von geformten Baumaterialien, vorzugsweise Dachdeckungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Schmelze aus Abfall- und Zuschlagstoffen durch Variation der Zusammensetzung eine die Endeigenschaften beeinflussende konstante, temperaturabhängige Viskosität eingestellt, die Schmelze einer Formgebung und anschließend einem Abkühlregime unterworfen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung bis zu 750°C mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 1,5 K/min., bis zu 650°C mit einer Geschwindigkeit von < 1,5 K/min. und bis zur Raumtemperatur mit ca. 3 K/min. erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Formkörper mittels einer niedrigviskosen Schmelze glasiert wird.
DE1998116367 1998-04-03 1998-04-03 Geformte Baumaterialien, vorzugsweise Dachdeckungsmaterial und Verfahren zur Herstellung Withdrawn DE19816367A1 (de)

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