DE3319017C2

DE3319017C2 -

Info

Publication number: DE3319017C2
Application number: DE19833319017
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Akasaka; Shinichi Tomiuchi; Kazuo Kadoma Osaka Jp Seto
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1989-03-23
Also published as: US4673543A; DE3319017A1; JPS58208163A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten, anorganischen Produkten, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten, anor ganischen Produkten aus hydraulischen Stoffen.

Es ist bekannt, daß Schlacke durch Wasseranlagerung (hydration) in Verbindung mit einem alkalischen An regungsmittel wie beispielsweise Kalziumhydroxyd, Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd usw. härter wird. Ver schiedene diesbezügliche Anwendungen sind bereits vor geschlagen und durchgeführt worden. So wurde beispiels weise Hochofenzement durch die Mischung von Portland zement mit Schlacke als alkalisches Anregungsmittel hergestellt. In der Vergangenheit wurden bereits ver schiedene Verfahren zur Herstellung von gehärteten, an organischen Produkten aus hydraulischen Materialien, welche Schlacke als wirksamen Bestandteil enthalten, verwendet. Wenn auch die Wasseranlagerung in der Schlacke schließlich zu einem anorganischen gehärteten Produkt führt, so ist jedoch der Härtevorgang der Schlacke so langsam, daß das Produkt nur eine niedrige Anfangsfestigkeit, hohe Dichte und eine niedrige mechanische Widerstandsfähigkeit aufweist.

Zum Erreichen einer notwendigen Anfangsfestigkeit oder einer Gewichtsverringerung ist bereits ein Ver fahren zur Herstellung eines TSH enthaltenden ge härteten Produkt bekannt, welches die Beimischung von Gips mit einem Schlackensystem enthält, um auf diese Weise Ettringit (im folgenden als TSH bezeichnet) im Rahmen der Wasseranlagerung und Härtung zu erzeugen.

Dennoch ist bei diesem Verfahren die Reaktion der Wasseranlagerung instabil und somit Ursache für eine Reihe von Schwierigkeiten. So führt ein Schlacke- Gipssystem nicht unbedingt zu TSH, es kann auch eine Mischung aus TSH und Kalziumaluminatmonosulfathydrat (im folgenden als MSH bezeichnet) führen, welches arm an Gipsbestandteilen ist, während TSH fast ausschließ lich in einem verhältnismäßig niedrigen Temperaturbe reich (in der Nähe der atmosphärischen Temperatur) er zeugt wird und deshalb ein vorteilhafteres System im Hinblick auf die Herstellung von TSH in dem System dar stellt. Da ein unter diesen Bedingungen hergestelltes gehärtetes Produkt unzulängliche physikalische Eigen schaften aufweist ist es nicht möglich, praktisch ver wendbare Platten herzustellen. Wird beispielsweise die Alterung bei einer Temperatur unter 50°C durchgeführt, wird zwar TSH erzeugt, jedoch die hergestellte Platte hat nur eine schlechte Frostbeständigkeit, und ihre Festigkeit liegt 10% niedriger. Während die Gründe, die zu diesem Verhalten führen, noch zu untersuchen sind, wird vermutet, daß die Kristalle von TSH in einer derartigen Größe entstehen, daß diese eine Vielzahl von Lunkern in dem gehärteten Produkt zur Folge haben und daß die Umwandlung in TSH zu schnell geschieht ver glichen mit dem Härteprozeß der Schlacke und die beiden Bestandteile nicht ausreichend miteinander verbunden werden. Trotzdem wird vermutet, daß das Wasser seinen Weg in die oben genannten Lunker findet und dort friert, dies kann somit zu Frostschäden führen.

Wird nun zum Zwecke der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften der Platte die Alterung unter heiß/feuch ten Bedingungen unter einer Temperatur von über 50°C durchgeführt, dann wird zwar eine drastische Verringe rung der Erzeugung von TSH mit jedoch einer umgekehrt proportionalen Steigerung des Anteils von MSH erreicht.

Eine derartige Mischung führt zu einer Verringerung der Frostbeständigkeit und anderer physikalischer Eigenschaften. In diesen Fällen kann die Erzeugung von TSH, MSH und Gipsrückständen durch die Beugungs analyse mit Hilfe von Röntgenstrahlen nachgewiesen werden. Das Röntgenbeugungsmuster der Grundmasse zeigt, daß während der Wasseranlagerungsreaktion der Höchstwert des Gipses kleiner wird, während ein der artiger Höchstwert für TSH nicht vorhanden ist, dies läßt auf die Bildung von Zwischenverbindungen schließen. Eine dieser Zwischenverbindungen ist MSH.

Während die geschilderten Tatsachen zur Annahme drän gen, daß eine tatsächliche Veränderung der Alterungs temperatur erkennbare Änderungen in der Zusammensetzung und den physikalischen Eigenschaften zur Folge hat, so wurden tatsächlich derartige Vorgänge beobachtet, und diese werfen Fragen in der Herstellung von gehärteten, anorganischen Produkten auf. So ist es beispielsweise bei der Herstellung von Wandverkleidungen und Platten tatsächlich unmöglich, die ungleichmäßige Wärmever teilung bei dem Alterungsprozeß zu verhindern, da eine örtliche Veränderung oder Streuung der Temperatur in der örtlichen Ungleichheit Anteile von TSH und von MSH in einer einzelnen Platte eine Verschlechterung der Frostbeständigkeit, Festigkeit und andere Eigen schaften der Platte zur Folge hat. In einigen Fällen kann die Platte reißen oder sich verziehen.

Im Fall von Hochofenzement wird das Gleichgewicht zwischen der oben beschriebenen Bildung von Ettringit und dem Härtezustand nachteilig beeinflußt, so daß die Verarbeitungsfähigkeit beeinflußt wird. Hoch ofenzement ist eine Mischung aus Schlacke und Port landzement, und der Portlandzement wird durch die Wasseranlagerung zu Kalk, welcher wiederum als al kalisches Anregungsmittel wirkt. Die physikalischen Eigenschaften der Platte werden ungünstig beeinflußt aus den oben genannten Gründen, wenn der Alterungs prozeß in der Nähe der atmosphärischen Temperatur durchgeführt wird. Die Erhöhung der Alterungstempe ratur führt nicht zu der gewünschten Bildung von TSH und die physikalischen Eigenschaften des Produkts sind nicht zufriedenstellend. Auch wird die Bildung von TSH noch nach der endgültigen Formgebung des Produkts fortgesetzt, dies hat eine Vergrößerung des Volumens durch die Bildung von TSH-Kristallen zu einem späteren Zeitpunkt zur Folge. Daraus folgt, daß die Widerstandsfähigkeit der Platte gegenüber Frost und der damit verbundenen Gefahr der Verwitterung nachteilig beeinflußt ist. Weiterhin treten in einigen Fällen Fehler auf, wie beispielsweise Formänderung, Risse und Veränderungen in den Abmessungen, Verschlech terung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser usw. Damit ist ein derartiges Produkt mit einer ge ringen Lebensdauer belastet.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines anorganischen gehärteten Produkts bekannt, bei dem eine Aufschlämmung aus einem Vorläufer für TSH, Gips und einem Zementmaterial in die gewünschte Form gebracht und gealtert wird (DE- OS 29 49 390). Die Alterung und Härtung des Produkts wird hierbei 4 bis 8 Stunden nach der Formgebung eingeleitet und die Alterung 6 bis 48 Stunden in einer sehr feuchten Atmosphäre bei 80 bis 90°C durchgeführt.

Die Produkte, welche nach diesem Verfahren hergestellt werden, sind indessen frostanfällig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Frostfestigkeit des an organischen, gehärteten Produkts zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß der Frost widerstand gegenüber den bekannten Produkten etwa um den Faktor 3 bis 6 verbessert werden kann, wobei dieser Widerstand nach der ASTM-Methode ge messen wird, welche die prozentualen Dimensionsänderungen feststellt, nachdem die Produkte 1000mal einem Gefrier- und Auftauprozeß unterworfen wurden. Dieser Effekt der Frostwiderstandserhöhung ist im wesentlichen dadurch bedingt, daß der aus MSH erzeugte TSH-Anteil nur noch 5 bis 10 Prozent statt bisher 16,7 bis 83 Prozent beträgt und der Gips/MSH-Anteil auf 0,7 bis 10 Gewichts prozent gegenüber bisher höchstens 1 Gewichtsprozent erhöht ist. Obwohl der TSH-Anteil stark reduziert ist, reicht er noch aus, um das Zementprodukt leicht und trotzdem sehr haltbar zu machen.

Im folgenden wird die Erfindung ausführlich be schrieben. Die Bezeichnung "Schlacke" wird bei der Beschreibung zur Bezeichnung von einigen oder allen hydraulischen Produkten von Hochofenarbeitsvorgängen, welche allgemein als körnige Hochofenschlacke bezeich net wird, benutzt. Bevorzugt werden solche Schlacken, die beispielsweise eine Basizität von 1,4 oder mehr und eine Verglasungsrate (vitrifaction) von 90% oder mehr aufweisen. Diese Schlacken sind auf dem Markt erhältlich.

Hochofenzemente können beispielsweise Hochofenzemente der Klasse A, Klasse B und Klasse C sein, wie sie in der Jis R-5211, defi niert sind, und von diesen Hochofenzementen ist der Klasse-C-Zement der geeignetste. Es wird darauf hin gewiesen, daß die Bezeichnung "Zement" in dieser Be schreibung nicht nur für Hochofenzement, sondern auch für andere Zementarten gilt. Gips ist in drei Klassen erhältlich und zwar gemäß der enthaltenen Wassermenge der Kristallisation: nämlich Kalziumsulfatdihydrat, Kalziumsulfathalbhydrat und wasserfreies Kalzium sulfat. Jede dieser Gipsarten kann bei der Erfindung verwendet werden. Es gibt weiterhin Rauchgasent schwefelungsgips, Phosphorsäuregips, Titansäuregips, usw. gemäß der Klassifizierung der Verfahren, und jeder dieser Arten von Gips kann ebenso verwendet werden. Demnach sind keine Grenzen bezüglich des Kristallisationswassers, des Herstellungsprozesses, usw. gesetzt.

MSH bedeutet Kalziumaluminatmonosulfathydrat, dies ist eine Substanz, die durch die chemische Formel

3 CaO · Al₂O₃ · 12 H₂O

dargestellt wird. Der Anteil des Kristallisationswassers muß natürlich nicht genau 12 Moleküle, sondern kann auch weniger als 12 ent sprechend dem Grad der Entwässerung betragen. MSH kann leicht durch eine Reaktion von Tonerde mit Gips erzeugt werden und kann beispielsweise nach einem Verfahren hergestellt werden, welches ausführlich in der japanischen Offenlegungsschrift Sho-51-57693 be schrieben ist.

TSH bedeutet Kalziumaluminattrisulfathydrat, diese Substanz wird durch die chemische Formel

3 CaO · Al₂O₃ · 3 CaSO₄ · 32 H₂O

dargestellt. Diese Substanz entsteht an Ort und Stelle in dem gehärteten Produkt ge mäß dieser Erfindung als Ergebnis der Reaktion von Schlacke mit Gips. Auch in diesem Fall bedeutet der Wert 32 nicht unbedingt, daß genau 32 Moleküle von Kristalli sationswasser, sondern auch weniger entsprechend dem Grad der Wasserabspaltung vorhanden sein können.

Während das MSH die Aufgabe des bereits erwähnten alkalischen Anregungsmittels hat, reagiert es auch mit Gips, um TSH zu erzeugen, und es wirkt anscheinend auch als Katalysator in Verbindung mit der Bildung von TSH als Folge der Reaktion der Wasseranlagerung zwischen Schlacke und Gips. So ist die Bildung von TSH in einem System, welches MSH enthält, sehr stabil, und zwar auch dann, wenn sich die Alterungstemperatur in einer feuchten Atmosphäre verändert, bleibt die Veränderung der Reaktion der Wasseranlagerung gering. Deshalb werden die Eigenschaften des gehärteten Pro dukts verbessert, so wie sich die Ausbeute an TSH stabilisiert, der Ertrag oder Überschuß von MSH und der Überschuß an Gips wird verringert. Dieser Mechanismus der Wirksamkeit des MSH ist eine neue Er kenntnis der gegenwärtigen Erfinder und stellt die Grundlage für diese Erfindung dar.

Die Aufgabe der Erzeugung von TSH in der Grundmasse des gehärteten Produkts, die Schlacke als wirksamen Bestandteil enthält, ist die Verringerung des Gewichts des Produkts. Unter Berücksich tigung des Gleichgewichts zwischen verringertem Ge wicht und verschiedenen Eigenschaften und auch anderer Faktoren, wird der Anteil von Gips derart gewählt, daß TSH einen Anteil von 5 bis 10 Gewichtsprozenten (im weiteren wird das Gewichtsprozent kurz mit % be zeichnet) der Grundmasse des gehärteten Produkts hat. Deshalb werden die Anteile der Materialien (solche von Gips und MSH) danach ausgewählt, um TSH in dem System in einem Ver hältnis innerhalb der Grundmasse des gehärteten Pro dukts zu erzeugen. Das Verhältnis der verschiedenen Rohmaterialien zu 100 Gewichtsteilen (im folgenden kurz Teile genannt) von Schlacke zu Gips (auf der Grundlage von Dihydrat; diese Bezeichnung wird im folgenden weiter verwendet) sollte in einem Verhält nis von 2 bis 25 Teilen, vorzugsweise 2 bis 17 Teilen und für noch bessere Ergebnisse 2 bis 5 Teilen be tragen. Mit anderen Worten, die Verhältnisse der Roh materialien werden ausgewählt aus den beschriebenen Bereichen, um die oben genannte Erzeugung von TSH unter Berücksichtigung der tatsächlichen Herstellungsbe dingungen sicherzustellen.

Während MSH und Gips gemäß dieser Erfindung gemischt werden, wird MSH vorzugsweise in einem Anteil von 0,7 und 10 gemäß dem Gewichtsverhältnis von Gips zu MSH (der Anteil von MSH ist auf einer 12 H₂O Kristall basis, dies wird für die folgende Beschreibung vor ausgesetzt), vorzugsweise 0,8 bis 8,0 und für noch bessere Ergebnisse 1,0 bis 4,0 beigegeben.

Falls die Erzeugung von TSH in der Grundmasse des ge härteten Gegenstandes 10% übersteigt, wird die Frost beständigkeit des gehärteten Produkts beträchtlich verringert und seine Maßveränderungsrate wird ebenso gesteigert. Falls die Erzeugung von TSH weniger als 5% beträgt, werden die Festigkeit und die Feuer festigkeit des Produkts nachteilig beeinflußt. Liegt der Anteil von TSH jedoch innerhalb der genannten Bereiche, so wird die gewünschte Anfangs festigkeit durch das TSH, die Dauerfestigkeit durch die Schlacke und die Maßhaltigkeit als kombi nierter Effekt erzielt.

Beträgt das Gips-zu-MSH-Verhältnis weniger als 0,7, so enthält das endgültige gehärtete Produkt einiges unreagiertes MSH, welches seine Frostbeständigkeit, Maßhaltigkeit und andere Eigenschaften nachteilig beeinflußt (wenn das unreagierte MSH mit Wasser in Berührung kommt zu einem späteren Zeitpunkt, so wird es in TSH umgewandelt, was eine Volumenvergrößerung zur Folge hat). Auf der anderen Seite bleibt ein Über schuß an Gips in dem endgültigen gehärteten Produkt zurück, falls das Gips zu MSH-Verhältnis 10 übersteigt, oder durch diesen Effekt entstehen große TSH-Kristalle, so daß die Wasserbeständigkeit und Frostbeständigkeit nachteilig beeinflußt wird.

Weitere Verbesserungen der oben genannten Eigenschaf ten des gehärteten Produkts gemäß der Erfindung können durch die Hinzufügung von anorganischen Füll bestandteilen erreicht werden, wobei die Teilchen durchmesser weniger als 500 µ betragen.

Soweit wie konventionelle Systeme aus Zement, Kalzium silikat und Gips als wirksame Bestandteile betroffen sind, werden Sand (besonders feiner Silikatsand), Silikatpulver, usw. gewöhnlich als Füllbestandteile verwendet.

Diese bestimmten Materialien haben jedoch verhält nismäßig große Durchmesser (über 500 µ), und tat sächlich läßt sich eine größere Festigkeit bei einem Produkt feststellen, welches ausschließlich aus einer Zementgrundmasse besteht, wenn die Korngröße des Füllbestandteils groß ist. Wenn jedoch ein Füllmaterial mit Durchmesser von größer 500 µ ver wendet wird, weist das Produkt eine schlechte Ver arbeitbarkeit auf, auch wenn seine Festigkeit zu friedenstellend ist. Weiterhin ist ein derartiges Produkt so brüchig, daß es bereits auf dem Transport während der Herstellung zerbricht. Besonders wenn eine Platte nach dem Plattenformverfahren hergestellt wird, treten manchmal Schwierigkeiten bei der Zwischenlagenabsonderung auf.

Anorganische Füllmaterialien wie beispielsweise Flugasche, mikrofeines Silikatpulver, Kalziumkarbo natpulver, usw. weisen Durchmesser von weniger als 500 µ auf und wurden ebenfalls als Füllbestand teile verwendet, jedoch wird mit solchen Materialien mit weniger als 500 µ im Durchmesser keine nutzbare Festigkeit erzielt, noch läßt sich auf diese Weise eine Maßhaltigkeit, Feuerbeständigkeit oder Frost beständigkeit, soweit es sich um eine gewöhnliche aus einem Material bestehende Grundmasse handelt, erzielen. Werden beispielsweise verhältnismäßig feine Körner von weniger als 500 µ im Durchmesser in einem steifwerdenen Material wie Zement alleine verwendet, so werden die Oberflächen der Partikel nicht voll ständig von dem erstarrenden Material bedeckt. Weiter hin sind die Zwischenräume zwischen den Kristallen im Fall einer hochkristallinen Grundmasse wie beispielsweise Ettringit, Kalziumsilikat, Gips usw. sehr groß. Werden deshalb feine Partikel verwendet, so werden gerade die Zwischenräume mit diesen Partikeln gefüllt, und die gewünschten Ver besserungen der Eigenschaften werden nicht er reicht.

Gemäß dieser Erfindung werden in der besagten Grund masse, welche Schlacke und Ettringit als wirksame Bestandteile enthält, die großen zwischenkristallinen Räume des Ettringits mit dem erstarrenden Schlacken material gefüllt, und wenn das bereits genannte an organische Füllmaterial hinzugefügt ist, wird eine gute Verbindung zwischen der Grundmasse und dem Füll material erreicht, mit dem Ergebnis, daß die Maßver änderung bedeutend verringert wird, und in einigen Fällen werden die physikalischen Eigenschaften auch noch verbessert. Z. B. wird die Festigkeit verbessert, die Bruchhäufigkeit bei dem Feuerfestigkeitstest wird verringert und die Frostbeständigkeit wird verbessert.

Während es praktisch keine Begrenzung für die oben genannten anorganischen Füllmaterialien gibt, sollte es sich bei dem Bestandteil jedoch um ein Material handeln, welches die Reaktionen (besonders die Reak tion, welche zur Bildung von TSH führen) in der Grundmasse nicht behindern. Z. B. Silikatpulver, Flugasche und Silikatmehl, welche auch zur Silikat serie gehören, und mikrofeines Kalziumkarbonatpulver können verwendet werden.

Der Anteil der anorganischen Füllbestandteile, die hinzuzufügen sind, beträgt 5 bis 30 Teile, besser 5 bis 20 Teile und für noch bessere Ergebnisse 8 bis 12 Teile jeweils auf 100 Teile der Grundmasse.

Aus praktischen Gründen ist es vorteilhaft, ein Verstärkungsmaterial in die Grundmasse einzubringen, und ein derartiges Vorgehen ist notwendig, wenn das Produkt als Verkleidungsmaterial beispielsweise be nutzt wird.

Die verstärkenden Bestandteile können auch laugenbe ständige Glasfaser, Pulpe (pulp) und/oder synthetische Fasern sein. Diese Materialien können handelsüblich beschafft und benutzt werden. Laugenbeständige Glas faser kann auf dem Markt bezogen werden. Während sie in allen Formen verwendet werden kann, sollte die Glasfaser einen Durchmesser von 10 bis 20 µ und eine Länge von 5 bis 30 mm und ein Elastizitätsmondol von nicht weniger als 8000 kg/mm aufweisen. Das spezifische Gewicht beträgt un gefähr 2,7 g/cm³. Die Kunstfaser kann beispielsweise aus Vinylon, Nylon, Polyethylen, Polypropylen, Polyakrylat oder ähnliches sein. Von diesen Kunstfasern, ist Vinylon die ge eignetste. Auf 100 Teile der oben genannten Grund masse werden 0,5 bis 2 Teile der laugenbeständigen Glasfaser oder/und Kunstfaser, 4 bis 8 Teile Pulpe und 2 bis 15 Teile von Steinwolle als verstärkende Bestandteile hinzugefügt. Die vollständige Mischung wird als Brei mit Hilfe von Wasser hergestellt, an schließend erfolgt die Formung und Härtung. Es wird darauf hingewiesen, daß gemäß dieser Erfindung die Verwendung der oben genannten verstärkenden Bestand teile eine bedeutende Festigkeit zur Folge hat, auch wenn Glasfasern nicht verwendet werden. Unabhängig davon, ob Glasfasern verwendet werden oder nicht, so ist es jedoch möglich ein gehärtetes Produkt zu er zielen, welches ein geringes Gewicht aufweist und eine bedeutende Festigkeit ohne die Verwendung von Asbest besitzt. Hierauf wird weiter unten noch mehr einge gangen.

Da die Grundmasse alleine praktisch als Baumaterial nicht verwendungsfähig ist, ist es natürlich, ein Be standteil zur Verstärkung derartige Anwendungen hin zuzufügen. Dennoch ist die Benutzung eines verstär kenden Bestandteils, in einem Schlacke-TSH-System ge mäß dieser Erfindung verglichen mit einer gewöhnlichen ausschließlichen Zementgrundmasse, Ettringit-Grund masse, Kalziumsilikat-Grundmasse, Gips-Grundmasse, usw. von besonderer Bedeutung.

Deshalb ist eine ausschließliche Zementgrundmasse so hochalkalisch, daß die Lebensdauer der verstärkenden Faser immer beeinflußt wird (besonders im Falle von Glasfaser und Pulpe). Zementkristalle, welche ein Gel sind, haben eine Gute "Verbindungskraft" für oder "Verschlingungsfähigkeit" mit Fasern mit einem geringen Durchmesser wie beispielsweise Asphalt, Pul pe und andere natürliche Fasern, jedoch besteht eine schlechte Verbindbarkeit oder Verschlingungsfähigkeit mit Kunstfasern (Nylon, Vinylon, Akrylat, Polypropylen, usw.), Glasfasern, usw.

Auf der anderen Seite wird die Verwendung von Asbest fasern als Zementverstärkungsmaterial durch ein ge ringes Angebot und gesetzliche Einschränkungen be hindert, deshalb wird nach Ersatzmaterialien gesucht.

Im Fall der ausschließlichen Ettringit-Grundmasse werden groben Nadeln von Ettringit verbunden, um eine Matrix zu bilden, so daß eine poröse Textur entsteht. Wird deshalb ein verstärkender Bestandteil hinzugefügt, so verbindet er zwar die Ettringitkri stalle, er kann jedoch nicht die porösen Teile füllen und erreicht damit keinen verstärkenden Effekt. Dasselbe trifft auch auf das ausschließliche Kalzium slikatsystem und das ausschließliche Gipssystem zu.

In dem Schlacken-TSH-System gemäß dieser Erfindung jedoch werden die Zwischenräume zwischen den großen Kristallen von Ettringit durch die Schlacke oder den Hochofenzement gefüllt und wenn die oben genannten verstärkenden Bestandteile diesem System hinzugefügt werden, so wird ein inniger Kontakt zwischen Faser und Grundmasse erreicht, wodurch ein sehr großer Ver stärkungseffekt erzielt wird. Sogar bei Abwesenheit von Asbest, welcher gewöhnlich in Zement oder Kalzium silikatsysteme verwendet wird, ist es darüber hinaus möglich, ein verringertes Gewicht und eine ausrei chende Festigkeit durch die Verwendung von laugenbe ständigen Glasfasern, Steinwolle, Kunstfasern, usw. zu erreichen.

Im folgenden wird das Verfahren der Formgebung und die Herstellung des gehärteten Produkts näher erläutert. Zunächst wird die oben beschriebene Zusammensetzung mit Wasser gemischt, um einen Brei zu erzeugen. Dieser Brei wird in die gewünschte Form gebracht und dann ge altert und gehärtet, um zu einem gehärteten anorgani schen Produkt zu werden. Dies ist das allgemeine stufenweise Verfahren. Die Methode der Formgebung ist beliebig. Es kann beispielsweise ein Verfahren zur Formung von Platten, ein Strangpreßverfahren oder ein Gießverfahren sein. Dennoch ist diejenige Formgebungsmethode für die Herstellung von Ver kleidungsplatten die vorteilhafteste, welche eine Maschine mit einem verlängerten Drahtgitter (elongated screen equipment) benutzt, und bei der Anwendung dieser Erfindung führt diese zu einem mehr als zufriedenstellenden Ergebnis.

Der Alterungs-Härteprozeß wird in einer heißen, feuch ten Atmosphäre mit einer Innentemperatur von 50 bis 100°C und für noch bessere Resultate von 70 bis 95°C durchgeführt. Bei der Selbstalterung entsteht Wärme in Folge der Wasseranlagerung, dies führt zu einer steigenden inneren Temperatur, es ist jedoch besser eine Außenwärme zuzuführen, um damit die oben genannte innere Temperatur sicherzustellen. Die vorteilhafte Luftfeuchtigkeit liegt bei 80 bis 100% Rh. Der beste Bereich liegt bei 85 bis 98% Rh. Eine Luftfeuchtig keit von 100% Rh ist nicht erstrebenswert, da das Produkt durch Kondenswasser befeuchtet wird. Wenn das Produkt während des Alterungsprozesses eine große Menge von Kondenswasser absorbiert, kann dies ein poröses Produkt zur Folge haben, dessen Frostbestän digkeit zeitweise nachteilig beeinflußt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf Beispiele beschrieben:

Beispiele 1 und 2 und vergleichende Beispiele 1 und 2 und 5

Auf 100 Teile der Hauptgrundmassenzusammensetzung be stehend aus Klasse-C-Hochofenzement, MSH und Kalzium sulfatdihydrat, wurden verstärkende Fasermaterialien in den Verhältnissen gemäß Tabelle 1 hinzugefügt.

Mit Hilfe einer Plattenformmaschine mit verlängertem Drahtschirm wurde die oben genannte Grundmassenzu sammensetzung und die Fasermaterialien vermengt, ent wässert und durch Pressen geformt. (Für diesen Vor gang wurden die Fasermaterialien in einem kommerziellen Mischer behandelt.) Der Preßdruck betrug 196 N/cm², und der nachfolgende Alterungsprozeß wurde durchgeführt, indem das geformte Produkt bei 80 bis 90°C stand und dann unter heißen, feuchten Bedingungen für 10 Stunden behandelt wurde. Das Produkt wurde weiterhin in einer atmosphärischen Temperatur für drei Tage belassen, nach welchen es getrocknet wurde bei einer Produkt temperatur von 80°C. Der entstandene gehärtete Körper hatte eine Dicke von ungefähr 12 mm und ein spezifi sches Gewicht von 9,81 · 10^-3+29,43 · 10^-5 N/cm³. Kontrollversuche wurden mit TSH bildenden Systemen, bestehend aus entweder Klasse-C-Hochofenzement allein oder MSH- Kalziumsulfatdihydrad unter Benutzung von verstärken den Faserbestandteilen in den Verhältnissen wie in Tabelle 1 angegeben, durchgeführt. Das gehärtete Produkt aus ausschließlich Hochofenzement hatte ein spezifisches Gewicht von ungefähr 15,69 · 10^-3 N/cm³, und der gehärtete Körper von TSH allein hatte ein spezifisches Gewicht von 9,81 · 10^-3 N/cm³. Andere Eigenschaften dieser Pro dukte sind in Tabelle 2 angegeben. Aus Tabelle 2 er gibt sich, daß das gehärtete Produkt gemäß vergleichen des Beispiel 1 ein derartiges hohes spezifisches Ge wicht hat, so daß es für die Zwecke dieser Erfindung nicht geeignet ist. Dann wurden die Versuche mit einer veränderlichen Alterungstemperatur oder ohne MSH unter derselben Zusammensetzung wie Beispiel 3 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Die verschiedenen Versuche wurden unter den folgenden Aspekten durchgeführt.

(1) Die Frostbeständigkeit wurde ermittelt nach dem Maß der Vergrößerung der Dicke nach 100 Zyklen gemäß der ASTU-B-Methode.
(2) Die Maßbeständigkeit wurde nach dem Maß der Verringerung der Abmessung einer Platte, wel che eine Feuchtigkeit von 12% unter normalen Umständen aufwies nach einer Trockenperiode von 24 Stunden bei 60°C ermittelt.
(3) Die Feuerbeständigkeit wurde geprüft durch eine Feuerbeständigkeitsstrukturtestmethode Klasse 2 nach Jis A 1301.
(4) Die Festigkeitsprüfung wurde durchgeführt mit einem Prüfteil Nummer 4 gemäß der Methode, wie sie in Jis A 1408 beschrieben wird.
(5) Die Anteile von MSH und TSH wurden durch eine Röntgenbeugungsanalyse ermittelt.

Beispiele 5 und 6

Das beschriebene Verfahren wurde wiederholt, und zwar durch die Verwendung von Portlandzement anstelle von Hochofenzement, um die Ergebnisse zu erreichen, wie sie in Tabelle 4 angegeben sind. Die Zusammensetzung der Beispiele 5 anders als solche wie sie in Tabelle 4 ge zeigt sind, waren die gleichen wie in Beispiel 2, die Zusammensetzungen von Beispiel 6 waren die gleichen wie in Beispiel 4. Die Ergebnisse anders als solche gemäß Tabelle 4 waren gleich denen der entsprechenden Beispiele.

Beispiele 7 bis 11 und vergleichende Beispiele 6 und 7

Die Versuche wurden durchgeführt unter Verwendung von Klasse-C-Hochofenzement, MSH und Kalziumsulfatdihydrat als Hauptgrundmassebestandteile und einem Füllbe standteil in dem Verhältnis wie in Tabelle 6 ange geben, relativ auf 100 Teile der Grundmasse. In allen Zusammensetzungen, 4 Teile von Pulpe, 1,0 Teile von laugenbeständiger Glasfaser (1,27 cm lang), 3 Teile von Steinwolle und 0,5 Teile von Vinylon wurden auf jeweils 100 Teile der Grundmasse verwendet.

Die Platten wurden nach der gleichen Plattenform methode hergestellt, wie sie bei den Beispielen 1 bis 4 benutzt wurde. Die einzelnen Bedingungen der Plattenherstellung waren gleich denen beschrieben in Beispiel 1. Kontrollversuche wurden ebenso durchge führt mit ausschließlich Klasse-C-Hochofenzement und MSH-Kalziumdihydrat zur Bildung von TSH, die Benutzung von Füllbestandteilen und verstärkenden Fasern ebenso wie in den anderen Beispielen.

Wie vorangehend beschrieben, ist die Erfindung durch die Mischung eines hydraulischen Materials, welches Schlacke als wirksamen Bestandteil enthält mit Gips und Wasser, die Formgebung der Mischung und die Alterung derselben mit einer inneren Temperatur von 50 bis 100°C zur Erzeugung von TSH innerhalb der Mi schung und zur Wasseranlagerung und Härtung gekenn zeichnet. Das daraus entstehende gehärtete anorganische Produkt weist ein geringes Gewicht, eine verbesserte Frostbeständigkeit, Maßbeständigkeit und Festigkeit auf.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Tabelle 5

Tabelle 6

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines gehärteten, anorganischen Produkts mit einer Mischung aus Schlacke, Gips, Wasser und MSH, wobei diese Mischung in eine Form gebracht, in eine feuchte Atmosphäre gegeben und bei 50°C bis 100°C gealtert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Gips/MSH zwischen 0,7 und 10 gewählt wird und daß die Gesamtmenge von Gips und MSH so gewählt wird, daß der Anteil von aus MSH erzeugtem TSH an der gesamten gehärteten Produktmasse 5 bis 10 Gewichtsprozent beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Gewichts teile der gesamten gehärteten Produktmasse 0,5 bis 2 Gewichtsteile einer Glas- oder Kunstfaser oder einer Mischung, ausgewählt aus der Gruppe der laugenbe ständigen Glasfasern und Kunstfasern, 4 bis 8 Gewichtsteile von Pulpe und 2 bis 15 Gewichtsteile von Steinwolle als verstärkende Bestandteile beigemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung mit Hilfe einer Formmaschine mit verlängertem Drahtgitter in die Form von Platten gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchte At mosphäre eine relative Luftfeuchtigkeit von 80 bis 100% aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Gewichts teile der gesamten Produktmasse 5 bis 30 Gewichtsteile eines anorganischen Füllers beigemischt sind, welcher Teilchen mit einem Durchmesser von 500 µm oder weniger aufweist.