DE915317C - Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Leichtbeton - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Leichtbeton Bekannt sind Verfahren, -nach welchen unbehandelte Pflanzenfasern, namentlich Holzwolle, Sägemehl usw., mit Zement, Gips oder anderen mineralischen Bindemitteln zu Leichtbeton verarbeitet werden. Außerdem sind Verfahren bekannt, die vor der Bindung der Fasern deren Mineralisierung durch Kochen in Alaunlösungen oder in anderen Salzlösungen und Kombinationen von solchen und darauffolgende Trocknung vorsehen. In neuerer Zeit sind Verfahren bekanntgeworden, die eine bloße oberflächliche Mineralisierung der Faser durch Kaltimprägnierung mit Aluminiumsulfat oder Schwermetallsulfaten durchführen, wobei gleichzeitig mit dem Imprägnierungsmittel oder unmittelbar nach dlessen Zugabe Kalkmilch, inerte mineralische Beimischungen sowie das Bindemittel selbst zugemischt werden.
• Diese Verfahren haben bedeutende Nachteile. Die nicht imprägniertenFaserstoffe-simdwngenügend gegen Fäulnis geschützt, und ihre Haftung am Bindemittel ist ungenügend. Das heiße Imprägnierverfahren ist zufolge des kalorischen Aufwandes und des langwierigen Trocknungsprozesses der Fasern. von ihrer Bindung zu unwirtschaftlich. Die auf Grund der kalten Imprägnierung aufgebauten Verfahren liefern ein sehr ungleichrriäßiges Produkt oder verlangen eine so hohe Zementdosierung, daß die Wirtschaftlichkeit sowie Wärmeisolation und das Verhalten gegenüber der Luftrfeudhtigkeit ungünstig werden.
• Diese Mängel haben ihren Grund darin, daß die Sulfatlösung selbst bei Anwendung eines Neutralisationsmittels sowie das Wasser-Zenlent-Verhältnis die Zementbindung außerordentlich beeinflussen. Das nicht neubrali.sierte Sulfat verbindet sich mit .dem freien .Kalk im Zement, stört dessen chemisches Gleichgewicht und erzeugt ungleichmäßig verlaufende Abbindungsvorgänge im Material und dadurch Diskontinuitäten. Die Neutralisierung.smittel liefern lösliche Sulfate, die nachträglich den Zement gefährden. Bariumsalze, zur Neutialisation verwendet, liefern zwar theoretisch unlösliche Sulfate, sie erweisen sich jedoch im kalten Verfahren als unzuverlässig und sind außerdem giftig.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das durch Zerkleinerung in Elemente verschiedener Größe vorbereitete pflanzliche Fasermaterial in der Kälte mit Metallsulfatlösung imprägniert und dem imprägnierten Fasermaterial basische Stoffe einverleibt, wobei sich an der Oberfläche :des Fasermaterials erhärtende Gelschichten bilden, worauf während des klebrigen Zustandes der Gelschichten ein hydraulisches Bindemittel zugefügt wird, :das an den Gelschichten haftet, wobei der gesamte Wasserzusatz 5obis 70% des hydraulischen Bindemittels beträgt, derart, daß eine plastische Rohmasse :gebildet wird, die eine durch Preßdruck erzeugte Volumenverminderung nach Aufhören des Preßdruckes zufolge ihrer Elastizität um 5 bis 51)/o der Gesamtdicke des gepreßten Körpers wieder rückgängig macht, und aus dem Bindemittel stammende lösliche Kalziumverbindung-en in .das Fasermaterial eindringen und dort mit dem Metallsulfat unter Bildung unlöslicher Kalksalze reagieren und daß alsdann ,die plastische Mischung in Formen gefüllt:, gepreßt und die geformten Stücke nach der Preßwirkung ausgeschalt und dem Abbindeprozeß zugeführt werden.
• Zur Umhüllung der Fasern mit einer mineralischen, mit dem Zement oder :einem anderen hydraulischen Bindemittel gut bindenden Schicht wird beim vorliegenden Verfahren die Erscheinung ausgenutzt, daß Salze von gewissen Metallen, namentlich Lösungen von Aluminiumsulfat, sehr wasserreiche, schleimige Gele liefern, wenn sie mit Basen versetzt werden. Solche Gele können selbst erhärten, und sie binden sehr gut mit Zement oder anderem hydraulischem Bindemittel. Außerdem begünstigen se den fortschreitenden Mineralisierungsprozeß der organischen Faser, der darin besteht, .daß sich die letztere im Laufe der Jahre mit Kalksalzen durchdringt. Werden die Konzentration und die Menge :der Lösung des Sulfats sowie die Dauer des Imprägniervorganges so bemessen, daß an der Faser ein genügend starker Flüssigkeitsfilm verbleibt, so kann dieser durch richtig abgemessene Zugaben von präpariertem silikatischemTon und Kalkmilch oder einer anderen basischen Flüssigkeit in eine Gelschicht verwandelt werden. Eine unrichtige Dosierung macht die Bildung der Hülle unmöglich oder erzeugt eine gefährliche sulfathaltige Isolierschicht. Im Moment der größten Klebkraft dies Gels wird der Zement zugemischt. Man erhält durch solche Maßnahmen verschiedene Schichten der endgültig mineralisierten Faser. Zu äußerst ist-:das reine Bindemittel vorhanden; dann folgt -eine Schicht, in welcher dieses vermischt ist mit dem erhärteten Gel, dann eine dünne Schicht erhärtetes Gel, darauf eine Schicht, in der dieses vermischt ist mit mineralisierten Faserteilen, und im Innersten verbleibt ein Rest von mehr oder weniger durchimprägniertem Faserstoff. Dieser letztere ist jedoch völlig gegen Fäulnis gesichert. Die allgemeine Erscheinung, daß die Wirksamkeit der Imprägnierungen nach einer gewissen Periode nachläßt, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch aufgehoben, daß zugleich mit dem Abbindeprozeß die Einlagerung löslicher Kalkverbindungen in die Faser beginnt.
• Nach diesem Verfahren lassen sich auch gewisse Faserstoffe verarbeiten, die zementschädliche Substanzen enthalten und zur Herstellung von Leichtbeton nach bekannten Methoden unbrauchbar sind.
• Ein wesentlicher Faktor für den richtigen Vollzug :der Reaktionen zwischen Fasermaterial, Sulfatlösung, basischen Zusätzen und Zement als Bindemittel ist :das Herstellen eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes. Die Zugabe von. Wasser hängt von -der Art und der Größe der Fasermaterialteile ab.
• Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zu diesem Zweck eine Zerkleinerung und Mischung des Fasermaterials vor, und. :die zuzufügende Menge Wasser wird so berechnet; daß, wenn die Mischung die richtige Plastizität zur Formung von z. B. profilierten Bauelementen: erreicht hat, sie so viel Wasser enthält, daß :diese Bauelemente bei einer bestimmten Temperatur im geschlossenen Raum in ganz bestimmter Frist erhärten. Dabei beteiligt sich nur ein Teil :des Anmachwassers direkt an der Hydratiisierung-des Zements, ein anderer Teil wird in den Fasern zurückgehalten und dient der Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit während .des Erhärtens.
• Während die bekannten faserigen Leichtbauplatten, insbesondere die Holzwolleplatten, ungenügend formbar sind für die Herstellung scharfkantiger oder genau profilierter Bauelemente, gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung solcher Elemente. Die Materialmischung wird leicht in profilierte Farmen gestampft und ein gelinder Druck auf :das Material während einer kurzen Zeit ausgeübt. Nach dem Entfernen des Bauelements aus den Formen vergrößert der ausgeschalte Körper infolge der Elastizität :des gepreßten Materials sein Dicke um g bis 5 %. Dadurch entstehen zu den in demFasermaterial bereits vorhandenen kleinen Poren eine große Summe von Makroporen. Diese Makroporen sind mit Luft gefüllt und sind in bezug auf Wärmeisolierung wie auch in bezug auf den erzielbaren Trockenheitsgrad und die Frostsicherheit :der Bauelemente von größter Bedeutung.
• Die Regulierung der Elastizität und, Plastizität geschieht durch Aufteilung des Fasermaterials, z. B. durch Quetschung und Bearbeitung desselben in Schlagmühlen.
• Anstatt die Materialmischung durch Stampfen oder durch Druck in die Formen einzubringen, kann sie auch in die Formen maschinell .eingerüttelt und es kann die Vibration mit mechanischer Pressung kombiniert werden. Diese Vibrierverfahren benötigen im allgemeinen eine plastischere Material, mischung als das bloße Einstampfverfahren. Die Erhöhung der Plastizität wäre durch. Erhöhung der Wasserzugabe oder der Mörtelzugabe erreichbar, das eine vermindert die Qualität, das andere ist teuer und wärmetechnisch ungünstig. Zweckmäßig werden daher zur Erhöhung der Plastizität mineralische Zusätze oder :Schmiermittel, wie Schiefermehl oder Ton, verwendet, die sich mit dem Zement einwandfrei vertragen.
• Die Feuchtigkeit der Rohmasse wird so bemessen, daß die gewünschte Plastizität des Materials entsteht. Der Gesamtflüssigkeitsbedarf der Mischung muß .sich innerhalb 5o bis 7o% des Gewichts an zugefügtem Zement halten. Dem Wasser oder dem Bindemittel können zur Beschleunigung des Abbindeprozesses chemische Zusätze, wie Kalziumchlorid, Erdalkalidsilikat usw., beigefügt werden, oder die gewünschte Abbindebeschleunigung wird durch einen ihr entsprechenden Feinheitsgrad des Zements bewirkt.
• Bei Verwendung von Materialien mit leichtem Pilzbefall wird an Stelle von Aluminiumsulfat Kupfer oder Eisensulfat verwendet, wenn nötig nach vorangegangener Desinfektion der Fasern, z. B. mit Eisenchloridlösung.
• Wenn als Fasermaterialien solche verwendet werden, welche zementschädliche Stoffe enthalten, wie Saccharide -oder Stärke, wird eine genügende Menge einer Lösung von silikatischem Ton zur Überdeckung der Späne vor der Zugabe der Kalkmilch angewendet. Fasern mit Wachsüberzügen, wie Blätter oder Gräser, werden durch ein Verseifungsverfahren mit Hilfe von dSäuren von diesen befreit; hartnäckige Wachsüberzüge oder ölhaltige Fasern werden im Kalziumchloridbad vorbehandelt.
• Die Elastizität des Materials ist durch geeignete Mischung verschiedener Größen dies Fasermaterials oder verschiedener Materialien .so vorbestimmt:, daß nach Entfernung des Preß-ddruckes und der seitlichen Schalung die lineare Dehnung des Materials in der Gegenrichtung der Pressung 3 bis 51/o bet@rägt. Dadurch wird eine sehr günstige Porosität der Bauelemente erzielt.
• Das Material, das dazu bestimmt ist,, durch Rüttelverfahren geformt zu werden, wird dadurch plastischer gemacht, daß etwa 8 bis io% des Zements durch eingeeignetes mineralisches Schmiermittel, z. B. Schiefermehl oder Ton, von: ähnlicher Mahlfeinheit wie der Zement, ersetzt werden. Diese Maßnahme kann unter Umständen auch bei Handverarbeitung von. Vortev1 sein.
• Bauelemente, die eine thermische Behandlung zur Schnellhärtung erfahren. sollen, werden iin einem Ofen unter Beibehaltung einer relativen Raumfeuchtigkeit von mindestens g50/0 einer Erwärmung auf 8o bis i io° C während 8 bis io -Stunden ausgesetzt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen. aus Leichtbeton, der ganz oder teilweise minerallsierte Faserstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man .das durch Zerkleinerung in Elemente verschiedener Größe vorbereitete pflanzliche Fasermaterial in der Kälte mit Metallsulfatlösung imprägniert und äem,mprägnierten Fasermaterial basische Stoffe einverleibt, wobei sich an der Oberfläche des Fasermaterials erhärtende Gdlschichten bilden, worauf während dies klebrigen Zustandes der Gelschichten ein hydraulisches Bindemittel zugefügt wird, das an den Gelschichten haftet, wobei der gesamte Wasserzusatz 5o bis 70% des hydraulischen Bindemittels beträgt, derart, daß eine plastische Rohmasse gebildet wird, die eine .durch Preß-druck erzeugte Volumenverminderung nach Aufhören des Preßdruckes zufolge ihrer Elastizität um 3 bis 51/o der Gesamtdicke des gepreßten. Körpers wieder rückgängig macht, und aus dem Bindemittel stammende lösliche Kal:ziumverbindungen in das Fasermaterial eindringen und dort mit dem Metallsulfat unter Bildung unlöslicher Kalksalze reagiert und daß alsdann die plastische Mischung din: Formen gefüllit, gepreßt und die geformten Stücke nach der Preßwiirkung ausgeschalt und dem Abbindeprozeß zugeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, :dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial zur Unschädlichmachung von zementzerstörenden Beimengungen eine chemische Vorbehandlung im Kalziumchloridbad erfährt,.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von Pilzen befallenes Fasermaterial, z. B. mit Eisenchlorid, desinfiziert wird. q..
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zementschädlichen Bestandteile des Fasermaterials während des Fabrikationsganges durch umhüllende Zusätze unschädlich gemacht werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz aus Tonsuspension und Kalkmilch besteht und die Tonsuspension unmittelbar vor der Kalkmilch in die Mischung zugegeben wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet., daß das Mischgut durch Beimischung eines mineralischen Schmiermittels in. der Form von feingemahlenem Tonschiefer oder Ton in. ,seiner Plastizität erhöht wird.
7. 7. Verfahren. nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel die Abbindezeit beeinflussende Chemikalien, wie Ca C12 oder Erdalkalisilikat, beigegeben werden. B. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Erhärten der Bauelemente in :geschlossenem Raum thermisch beeinflußt wird durch iostündige Erwärmung der Bauelemente auf 8o° C bei relativer Luftfeuchtigkeit von mindestens 951/o.