DE2549118A1

DE2549118A1 - Verfahren zur herstellung von leichten ziegeln und dergleichen

Info

Publication number: DE2549118A1
Application number: DE19752549118
Authority: DE
Inventors: Philipp Liebig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1975-11-03
Publication date: 1977-05-12

Description

Verfahren zur Herstellung von leichten Ziegeln und dergl.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leichten Ziegeln und dergl. aus Ton oder Lehm, der mit einem organische Bestandteile enthaltenden Zuschlagstoff gemischt, dann getrocknet und gebrannt wird, wobei die organischen Bestandteile des Zuschlagstoffs verglühen und Hohlräume hinterlassen.
Zur Herstellung von Ziegeln und anderen keramischen Erzeugnissen mit geringem Gewicht sind zahlreiche Zuschlagstoffe bekannt, die der feuchten Rohmasse, wie Ton oder Lehm, beigemischt werden, z. B. Kohlenstaub, Sägemehl, Torf, Papier oder Kunstharzhohlkörper, die vorzugsweise aus geschäumtem oder geblähten kunststoff bestehen (DT-PS 1 126 302).
Die aus Kunststoff bestehenden Zuschlagstoffe sind verhältnismäßig teuer, weil sie für den Verwendungszweck der Herstellung von Leichtziegeln besonders hergestellt.terden müssen. Beim Brennvorgang entstehen aus den Kunststoff-Zuschlagstoffen erbrennungsgase, die die Umwelt belasten. Durch dieverhältnismäßig großen, meist kugelförmigen Hohlräume sinkt die Druckfestigkeit der hergestellten Ziegel rasch unter den zulässigen Wert ab, wenn man das Raumgewicht durch Zugabe eines größeren Anteils an Zuschlagstoff stärker herabsetzt. Bei einem größeren Anteil von Zuschlagstoff verringert sich die Festigkeit des Ziegels beim Trocknungsvorgang so stark, daß der Ziegel auf der Trocknungsunterlage zerbricht.
Wenn Papier als Zuschlagstoff verwendet wird, besteht die Gefahr, daß das Papier nach der Feuchtigkeitsaufnahme bereits beim Formvorgang vollständig zusammengedrückt wird und daher bei der Trocknung der Ziegel nicht weiter zusammengedrückt werden kann. Dadurch entstehen beim Trocknen der Ziegel kleine Risse, durch die die Festigkeit des Ziegels wesentlich herabgesetzt wird. Weiter bereitet es Schwierigkeiten, Papier in grdßerem Anteil in den Ton einzumischen, weil die Rohmasse dadurch ihre Geschmeidigkeit und Formbarkeit verliert.
Wenn das als Zuschlagstoff zugegebene Papier viel Feuchtigkeit auf genommen hat, ist ein größerer Zeit- und Energieaufwand für den Trocknungsvorgang erforderlich, ohne daß jedoch die Feuchtigkeit aus dem Papier vollständig entfernt werden kann. Wenn die Ziegel dann beim Brennen erhitzt werden, verdampft diese Restfeuchtigkeit . Durch die Volumenerhöhung beim Verdampfen kommt es ebenfalls zur Bildung von Rissen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Verfahren der eingangs genannten Art einen Zuschlagstoff zu verwenden, der ohne die Notwendigkeit besonderer Herstellung zur Verfügung steht, der die Form-, Trocknungs- und Brennvoryänge nicht nachteilig beeinflußt und ein leichtes Ziegelmaterial von hoher Festigkeit ergibt.
Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zuschlagstoff Papier schlamm verwendet wird.
Der im wesentlichen aus einzelnen Fasern und Kaolinschlamm bestehende Papier schlamm ist ein Abfallprodukt der Papierfabrikation, das in großen Mengen anfällt und dessen Beseitigung beispielsweise in Müllverbrennungsanlagen wegen des hohen Feuchtigkeitsanteils nur mit großem EnergieauBwand möglich und daher sehr unwirtschaftlich ist. Bei der Verwendung als Zuschlagstoff bei der Ziegelherstellung wird der Papier schlamm rückstandsfrei verwertet.
Da der Papierschlamm feucht und formbar ist, läßt er sich leicht und vollständig mit dem Ausgangsmaterial Ton oder Lehm mischen.
Beim Trocknen der aus Ton und Papierschlamm bestehenden Ziegelrohmasse trocknet der Papier schlamm in gleichem Maße wie der Ton, weil die Fasern sehr innig mit dem Ton vermengt sind. Die einzeln in den Ton eingebetteten Fasern bilden nicht wie beim Papier einzelne Zellen, in denen beim Trocknungsvorgang Feuchtigkeit zurückbleibt. Daher wird der Zeit- und Energieaufwand für den Trocknungsvorgang nicht erhöht und es besteht keine Gefahr der Rißbildung durch Dampfentwicklung beim Brennen.
Beim Trocknen des geformten Ziegels tritt mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt bekanntlich zunächst eine Festigkeitsverringerung auf, die in ungünstigen Fällen, beispielsweise bei sehr dunnwandigen Lochziegeln dazu führen kann, daß die Ziegel beim Trocknungsvorgang zerbrechen. Wenn als Zuschlagstoff Papierschlamm verwendet wird, halten die in den Ton einzeln eingebetteten Fasern den Ton beim Trocknungsvorgang wie eine Bewehrung zusammen, so daß auch sehr dünnwandige und leichte Ziegel beim Trocknen ihren Zusammenhalt nicht verlieren.
Bei der Verwendung von Papier als Zuschlagstoff wird das auch im Papier enthaltene Kaolin nicht aufgeschlossen; das Papier wird beim Mischvorgang nicht aufgelöst. Dadurch bleibt das Papier ein Fremdstoff im Ziegel, während sich das im Papierschlamm enthaltene Kaolin vollständig mit dem Ton oder Lehm vermischt und dessen Qualität noch verbessert. Insbesondere wird die Verwendbarkeit von Lehm zur Ziegelherstellung durch die Kadlinzugabe in Form des Papierschlamms wesentlich verbessert und erweitert. Zur Ziegelherstellung ist dadurch weniger Ton erforderlich als bisher.
Da die Zellulosefaserndes Papierschlamms durch die vollständige Vermischung mit dem Ton oder Lehm in der Rohmasse völlig frei verteilt sind, werden sie beim Formen (Extrudieren) der Rohmasse in Längsrichtung der im Ziegel ausgebildeten Löcher ausgerichtet und gestreckt. Wenn die Fasern beim anschließenden Rrennvorgang ausbrennen (verglühen), entstehen kieine langgestreckte Hohlräume,die überwiegend parallel zur Längsrichtung der Ziegellöcher angeordnet sind. Diese Anordnung der Hohlräume verringert selbst bei einer starken Herabsetzung des Raumgewichts des Ziegels dessen Druckfestigkeit kaum, da die Druckbeanspruchung in Längsrichtung der Hohlräume erfolgt.
Kunststoff als Zuschlagstoff bei der Ziegelherstellung geht bereits bei Temperaturen in die Dampfform über, die niedriger liegen als die Temperaturen, bei denen die Fasern aus dem Papierschlamm verglühen. Die Papierfasern, die einzeln im Ton eingebettet sind, brennen erst bei der Temperatur im Brennofen, während der Kunststoff in diesem Herstellungsabschnitt bereits verdampft ist. Die Papierfasern tragen zu einer erheblichen Energieeinsparung bei und ermöglichen dadurch einen schnelleren Ofendurchlauf, weil durch den Ausbrennvorgang der Fasern bereits verhältnismäßig früher eine höhere Temperatur erreicht wird.
In zweckmäßiger Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß 75 bis 85 Volumenprozent Ton oder Lehm mit 25 bis 15 Volumenprozent Papierschlamm gemischt werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, 80 Volumenprozent Ton oder Lehm mit 20 Volumenprozent Papierschlamm zu mischen. Dabei kann herkömmlicher Ziegelton oder Lehm verwendet werden.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß als Zuschlagstoff ein Papierschlamrn mit 25 bis 35 % Al2 03 und 60 bis 70 % organischen Papierfasern verwendet wird. Ein hierfür geeigneter Papierschlamm hat beispielsweise folgende Zusammensetzung: A12 O3 30,2 % Si 02 1,5 % Glühverlust 67,1 % organischer Extrakt 0,17 % Ca 0 670 ppm Fe2 °3 400 ppm (Gebrannt bei 8000 C) 20 Volumenprozent dieses Papi er schlamms wurden mit 80 Volumenprozent herkömmlichem Ziegelton gemischt, wobei die Masse nacheinander einen Kollergang, einen Maugmischer, ein Walzwerk mit üblicher Spaltbreite und einen Doppeiwellenmischer durchlief.
Anschließend wurde die Masse auf einer herkömmlichen Ziegel-Strangpresse geformt und mit einem Drahtabschneider abgeschnitten. Die Ziegel wurden 48 Stunden in der Kammertrocknerei getrocknet und anschließend in einem herkömmlichen Ofen bei 1 0800 C Brenntemperatur gebrannt.
Man erhielt einen Ziegel mit einer sfeindichte von 0,81 und einer Druckfestigkeit von 181 kp/cm2.
Ein aus erfindungsgemäß hergestellten Großblockziegeln gemauerter Probekörper von 30 cm Dicke und jeweils etwa 75 cm Höhe und Breite hatte eine Wärmeleitfähigkeit bei 100 C Mitteltemperatur von Xtr= 0,270 W/mK (-=0,233 Kc al/mhoC ) Weil die Papierfasern nicht wie Kunststoff-Zuschlagstoffe schon vor dem Brennen verdampfen, sondern erst im Brennofen ausbrennen, läßt sich eine wesentliche Energieeinsparung erreichen, die sich in erster Linie in einer schnelleren Durchlaufzeit durch den Ofen äußert. Während ohne Zuschlagstoff pro Tag etwa 10 Wagen (mit 2500 Normalformatziegeln pro Wagen) durch den Ofen geschoben werden konnten, erhöhte sich die Anzahl der Wagen bei der Zugabe von Papierschlamm als Zuschlagstoff auf 15 Wagen pro Tag, was einer Steigerung des Ofendurchsatzes um 50 % entspricht. Der Heizölverbrauch des Brennofens erhöhte sich dabei aber nur um 20 %.
Da die Papierfasern und die von ihnen im fertigen Ziegel erzeugten Hohlräume in Richtung der Strangpreßbewegung verlaufen, d. h. senkrecht im Ziegel im Mauerwerk, bleibt die Außenoberfläche geschlossen und wird nicht wie bei der Zugabe von geschäumten KunststoffRUgelchen durchbrochen. Die mit Papierschlamm als Zuschlagstoff hergestellten Ziegel können daher wegen ihrer geschlossenen Außenoberfläche auch als Verblenderziegel verwendet werden. Man erhält somit einen Verblenderziegel mit guten Isoliereigenschaften.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß der die organischen Fasern enthaltende Schlamm ein Abfallprodukt der Fapierfabrikation ist; andere Tonschlämme mit organischen Fasern sind ebenfalls geeignet.

Claims

Patentansprllche 1.' Verfahren zur Herstellung von leichten Ziegeln und dergl. Ir aus Ton oder Lehm, der mit einem organische Bestandteile enthaltenden Zuschlagstoff gemischt, danu getrocknet und gebrannt wird, wobei die organischen Bestandteile des Zuschlagstoffs vergluhen und Hohlräume hinterlassen, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff Papier schlamm verwendet wird.
2. Verfahren nach Pnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 75 bis 85 Volumenprozent Ton oder Lehm mit 25 bis 15 Volumenprozent Papier schlamm gemischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 80 Volumenprozent Ton oder Lehm mit 20 Volumenprozent Papierschlamm gemischt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff ein Papierschlamm mit 25 bis 35 °% A1203 und 60 bis 70 % organischen Papierfasern verwendet wird.