DE102004042143B3

DE102004042143B3 - Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Bauplatten, aus Feststoffabfällen

Info

Publication number: DE102004042143B3
Application number: DE102004042143A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Vom Orde; Bernd Kiesel
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: EISENMANN ANLAGENBAU GMBH & CO. KG, 71032 BOEBLINGEN, DE
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: EA200700378A1; US20090039541A1; EP1789209A1; CN101022899A; AU2005279506A1; MX2007002444A; ZA200701365B; KR20070059071A; WO2006024335A1; EA010534B1; US20120091619A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Bauplatten, aus Feststoffabfällen beschrieben, bei dem letztere in unterschiedlichen Fraktionen sortenrein in einer bestimmten Korngröße bereitgestellt werden. Die unterschiedlichen Fraktionen werden in einem bestimmten Verhältnis unter Zugabe von Wasser und Binder vermischt. Die so erhaltene Mischung wird einem kontinuierlichen Extrusionsprozeß unterzogen, in dem ein strangartiges Vorprodukt erzeugt wird. Durch einen Schneidvorgang werden die gewünschten Abmessungen des Bauelementes in Extrusionsrichtung zumindest annähernd erzeugt. Die Bauelement-Rohlinge werden sodann getrocknet und der darin enthaltene Binder abgebunden. Dieses kontinuierlich arbeitende Verfahren ist verglichen mit dem Stand der Technik sehr viel kostengünstiger und läßt sich in großindustriellem Maßstabe durchführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Bauplatten, aus Feststoffabfällen, bei dem

a) die Feststoffabfälle in unterschiedlichen Fraktionen sortenrein in einer bestimmten Korngröße bereitgestellt werden;
b) die unterschiedlichen Fraktionen in einem bestimmten Verhältnis unter Zugabe von Wasser und Binder vermischt werden;
c) die so erhaltene Mischung einem Formgebungsprozeß zur Gewinnung von Bauelement-Rohlingen unterzogen wird;
d) die Bauelement-Rohlinge getrocknet und der darin enthaltene Binder abgebunden wird.

Zu den weltweit größten Problemen der zivilisierten Gesellschaft dieses Jahrtausends gehören die Müll-Entsorgung, die Rohmaterialgewinnung aus Abfallstoffen, die Schaffung von Wohnraum und die Schaffung von Arbeitsplätzen. Ein einheitlicher Lösungsansatz, diese Probleme zumindest abzumildern, besteht in der Herstellung von Bauelementen aus Feststoffabfällen. Die so erhaltenen Bauelemente, insbesondere Bauplatten, sind nicht nur vergleichsweise preiswert und ermöglichen daher die kostengünstige Schaffung von Wohnraum, sondern lösen gleichzeitig in gewissem Ausmaße das Problem der Abfallentsorgung. Auch Arbeitsplätze, insbesondere in wenig entwickelten Ländern, können auf diese Weise bereitgestellt werden.
Derzeit wird nur ein kleiner Teil der insgesamt anfallenden Feststoffabfälle durch regionale Organisationen gesammelt, sortiert und danach als Rohstoffe vermarktet. Üblicherweise werden die als Recyclingmaterial wiedergewonnenen Rohstoffe, in die Fraktionen Papier, Hartplastik, Weichplastik, Folien, Glas und Metall getrennt, an jeweils produktspezifische, lokal getrennte Produktionsstätten zur weiteren Verarbeitung geliefert. Die Verwendungsmöglichkeiten für diese Rohstoffe waren jedoch recht beschränkt, so daß das Recycling von Müll noch keinen großen Umfang angenommen hat.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der WO 98/30 330 A1 bekannt. Hier besteht der Formgebungsprozeß, der die Mischung der Feststoffabfall-Fraktionen in Bauelement-Rohlinge umwandelt, in einem Gießverfahren. Dieses diskontinuierliche Verfahren ist verhältnismäßig teuer und für einen großindustriellen Prozeß wenig geeignet. Die Körnung der in die Mischung zugegebenen Fraktionen beträgt bei dem genannten Stand der Technik einige Zentimeter, die zur Erzielung eines guten Zusammenhalts der gegossenen Bauelement-Rohlinge nicht unterschritten werden dürfen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das sehr preiswert in großindustriellem Maßstabe durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

e) der Formgebungsprozeß umfasst: ea) einen kontinuierlichen Extrusionsprozeß, in dem ein strangartiges Vorprodukt erzeugt wird; eb) einen Schneidvorgang, in dem die gewünschten Abmessungen des Bauelements in Extrusionsrichtung zumindest annähernd erzeugt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich praktisch kontinuierlich durchführen, da die als Formgebungsprozeß eingesetzte Extrusion selbst kontinuierlich abläuft. Die kontinuierliche Bewegung des strangartigen Vorproduktes braucht auch bei dem Schneidvorgang, in dem der Strang in einzelne Teile zerschnitten wird, nicht unterbrochen zu werden. Die einzelnen Strangteile können sodann durch geeignete Beschleunigung vereinzelt werden, so daß zwischen ihnen ein bestimmter Abstand hergestellt wird. Aufgrund der Kontinuität des erfindungsgemäßen Verfahrens und aufgrund des hohen Automationsgrades, der mit diesem Verfahren erreicht werden kann, fallen die Kosten verhältnismäßig niedrig aus. Dies ist insbesondere für den Einsatz in wenig entwickelten Ländern von großer Bedeutung, wo die Bauelemente zur Schaffung von preiswertem Wohnraum eingesetzt werden sollen.

Die Körnung der Fraktionen der Feststoffabfälle sollte zwischen 0,5 und 5 mm liegen, sollte also deutlich kleiner sein als bei dem Gießverfahren nach dem Stand der Technik. Durch diese kleinere Körnung wird nicht nur die Mischung, die dem Extrusionsprozeß zugeführt wird, fließfähiger; auch der Transport der einzelnen Fraktionen in Zwischenbunker oder in die Mischvorrichtungen wird bei dieser Körnung erleichtert, da pneumatische Transportverfahren eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt wird, wenn die dem Extrusionsprozeß zugeführte Mischung folgende Bestandteile enthält:

Der Schneidvorgang umfasst zweckmäßig einen ersten Rohschnitt, der an dem den Extrusionsprozeß verlassenden strangartigen Vorprodukt durchgeführt wird, sowie einen die Maßhaltigkeit herstellenden Feinschnitt, der an den getrockneten Bauelementen durchgeführt wird.

Auf diese Weise wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die Bauelement-Rohlinge während des Trocknungs- und Abbindeprozesses gewisse Dimensionsveränderungen erfahren, die nicht immer im voraus berücksichtigbar sind und deshalb durch den abschließenden Feinschnitt korrigiert werden.

Soweit besonders preiswerte Bauelemente gewünscht sind, ist damit das Herstellungsverfahren abgeschlossen. Für höhere Ansprüche können die Bauelemente jedoch abschlie ßend zumindest einseitig beschichtet werden, wodurch nicht nur ihre optischen sondern auch ihre technischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften verbessert werden können.

Die Additive sollten Methylzellulose enthalten, welches nicht nur Wasser in der Mischung hält, sondern erheblich zur Fließ- und Gleitfähigkeit der Mischung beiträgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren beginnt im Schritt 1 mit der Annahme unsortierter oder sortierter Feststoffabfälle. Diese enthalten insbesondere Bauschutt, Glas, Gummi, Holz, Kunststoffe, Metall, Papier und Textilien. Im Schritt 2 wird das angelieferte Material in Rohmaterial verarbeitet. Darunter ist folgendes zu verstehen: Soweit die Feststoffabfälle sortiert angeliefert werden, beschränkt sich die Verarbeitung des Rohmaterials auf eine erste automatische Auflockerung zur Expansion der meist verdichteten Anlieferungen. Große Teile werden – ggf. zweistufig – zerkleinert, bis eine Körnung von 0,5 bis 5,0 mm erreicht ist.
Soweit unsortierte, also vermischte Feststoffabfälle angeliefert werden, erfolgt ebenfalls zunächst eine automatische Auflockerung, gefolgt von der automatischen Trennung großer von kleinen Teilen. Die großen Teile werden vorzerkleinert. Sodann werden die nunmehr handhabbaren Teile in die einzelnen Fraktionen Bauschutt, Glas, Gummi, Holz, Kunststoffe, Papier und Textilien vorsortiert und danach ggf. fraktionsspezifisch in die für die spätere Produktion erforderliche Körnung von 0,5 bis 5,0 mm zerkleinert.
Sowohl bei der unsortierten als auch bei der sortierten Anlieferung der Feststoffabfälle werden metallische Teile entfernt.
Im Schritt 3 werden die so auf die erforderliche Körnung gebrachten Fraktionen in unterschiedlichen Speichern zwischengespeichert, wobei in der Zeichnung der Speicher 3a für Bauschutt, der Speicher 3b für Glas, der Speicher 3c für Gummi, der Speicher 3d für Holz, der Speicher 3e für Kunststoffe, der Speicher 3f für Papier und der Speicher 3g für Textilien steht.
Im Schritt 5 werden die einzelnen Fraktionen in einem bestimmten Verhältnis vermischt, wobei im Schritt 4a bestimmte Additive und Flugasche sowie im Schritt 4b Wasser und Zement zugegeben werden. Bei den erwähnten Additiven handelt es sich primär um Methylzellulose, das im späteren Formungsprozess der Bauelemente die Fließeigenschaften verbessert, das Wasser hält und letztendlich als Binder dient.
Die Mischungsverhältnisse sind wie folgt:
Die so entstandene, gut gemischte und homogenisierte Masse wird im Schritt 6 zu einem plattenförmigen Strang extrudiert und im Schritt 7 in einzelne Bauelemente, beispielsweise Platten, zerschnitten. Schritt 8 bezeichnet ein kontinuierliches Trocknungsverfahren, in dem die zur weiteren Nachbearbeitung des Produktes erforderliche Frühfestigkeit erzielt wird. Im Schritt 9 erfolgt eine Nachbearbeitung, beispielsweise die Feinbeschneidung zur Herstellung einer genauen Maßhaltigkeit oder eine Oberflächenbearbeitung.
Mit dem Schritt 9 ist für einfache Bauelemente das erfindungsgemäße Verfahren beendet. Diese werden sodann entsprechend konfektioniert, bis zur Endreife gelagert und schließlich zur Herstellung der Endprodukte, beispielsweise von preiswerten Häusern, abtransportiert.
Wertvollere Bauelemente werden einer weiteren Behandlung unterzogen. So können sie im Schritt 10 unter Zugabe von Beschichtungsstoffen (Schritt 11) beschichtet und getrocknet werden. Danach werden auch diese Produkte entsprechend konfektioniert, gelagert und nach der erforderlichen Reifung versandt (Schritte 12 bis 14).

Claims

Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Bauplatten, aus Feststoffabfällen, bei dem a) die Feststoffabfälle in unterschiedlichen Fraktionen sortenrein in einer bestimmten Korngröße bereitgestellt werden; b) die unterschiedlichen Fraktionen in einem bestimmten Verhältnis unter Zugabe von Wasser und Binder vermischt werden; c) die so erhaltene Mischung einem Formgebungsprozeß zur Gewinnung von Bauelement-Rohlingen unterzogen wird; d) die Bauelement-Rohlinge getrocknet und der darin enthaltene Binder abgebunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß e) der Formgebungsprozeß umfasst: ea) einen kontinuierlichen Extrusionsprozeß, in dem ein strangartiges Vorprodukt erzeugt wird; eb) einen Schneidvorgang, in dem die gewünschten Abmessungen des Hauelements in Extrusionsrichtung zumindest annähernd erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnung der Fraktionen der Feststoffabfälle zwischen 0,5 und 5 mm liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Extrusionsprozeß zugeführte Mischung folgende Bestandteile enthält:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorgang einen ersten Rohschnitt umfasst, der an dem den Extrusionsprozeß verlassenden strangartigen Vorprodukt durchgeführt wird, sowie einen die Maßhaltigkeit herstellenden Feinschnitt, der an dem getrockneten Bauelement durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente abschließend zumindest einseitig beschichtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Additive Methylzellulose enthalten.