DE1914282A1 - Verwendung von Flugasche als feuerfester Stoff in Feuerschutzmitteln - Google Patents
Verwendung von Flugasche als feuerfester Stoff in FeuerschutzmittelnInfo
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Description
Charles Emile Zwickert 108 bis, rue Jean-Jaure*s, 93-Noisy-le-Sec, Frankreich
Verwendung von Flugasche als feuerfester Stoff in Feuerschutzmitteln
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Flugasche als, feuerfester
Stoff in Feuerschutzmitteln, die sich in besonders vorteilhafter Weise zur Herstellung von feuerfesten Bauelementen, insbesondere
in Form von Platten, eignen.
Es sind bereits zahlreiche, zur Herstellung von Feuerschutzmitteln
geeignete feuerfeste Stoffe bekannt, z.B. Glimmer und Asbest. Die bekannten feuerfesten Stoffe haben jedoch den Nachteil,
daß sie in der Regel teuer und oftmals schwierig zu handhaben und zu verarbeiten sind. Dies ist insbesondere dann der Fall,
wenn diese feuerfesten Stoffe zur Erhöhung der Feuerfestigkeit von Bauelementen, insbesondere von Bauplatten, bestimmt sind.
Derartige Bauplatten, die z.B. als Verkleidungen für Mauern, Zwischenwände, Fußböden, Decken, Türen und Panzerschränke verwendet
werden, müssen feuerbeständig sein und insbesondere bei Ausbruch eines Feuers den Durchtritt der Flammen von einer Seite
der Bauplatten auf die andere Seite derselben verhindern.
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Die bekannten, üblicherweise verwendeten Bauplatten weisen in der Regel feinteilige, mit Hilfe eines Klebemittels zusammengehaltene
Stoffe und/oder durch Verleimung an den Platten befestigte Verkleidungen
auf. Handelt es sich bei den Ausgangsmaterialien um feinteilige Stoffe, so können diese z. B. Späne oder Teilchen von
Harz
Laubholz oder XMXXstoffen, Teilchen aus Stoffen auf Flachs- oder Leinwandbasis, natürliche oder künstliche Fasern, Stoffe mineralischen Ursprungs oder dergl. sein. Die aus derartigen Stoffen hergestellten Bauplatten sind entweder kompakt oder x^eisen Kanäle auf, welche beispielsweise Isoliermaterial, ζ. Β. Sand, enthalten können. Zur Herstellung derartiger Platten können übliche bekannte Verfahren, in vorteilhafter P/eise Preß- oder Extrudierverfahren, verwendet werden.
Laubholz oder XMXXstoffen, Teilchen aus Stoffen auf Flachs- oder Leinwandbasis, natürliche oder künstliche Fasern, Stoffe mineralischen Ursprungs oder dergl. sein. Die aus derartigen Stoffen hergestellten Bauplatten sind entweder kompakt oder x^eisen Kanäle auf, welche beispielsweise Isoliermaterial, ζ. Β. Sand, enthalten können. Zur Herstellung derartiger Platten können übliche bekannte Verfahren, in vorteilhafter P/eise Preß- oder Extrudierverfahren, verwendet werden.
Derartige Bauplatten sind von Natur aus sehr empfindlich gegen Feuereinwirkung und es ist schwierig, die vom Verbraucher gestellten
Anforderungen in bezug auf Feuerfestigkeit zu erfüllen,
ohne zur Hers teilung derartiger Platten feuerfeste Stoffe, z. B. Asbest oder Asbestderivate, zu verwenden, wodurch jedoch die Herstellungskosten
der Platten sehr stark erhöht werden. In der Praxis wird daher in der Regel ein unbefriedigender Kompromiß
geschlossen.
Es ivurde nun überraschenderweise gefunden, daß zur Herstellung
von sowohl in bezug auf Preiswürdigkeit als auch in bezug auf Feuerfestigkeit völlig zufriedenstellenden feuerfesten Bauelementen,
insbesondere Bauplätten, geeignete Feuerschutzmittel erzielbar sind, wenn zu deren Herstellung als feuerfester Stoff
die in Wärmekraftwerken anfallende Flugasche verwendet wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Flugasche
als feuerfester Stoff in Feuerschutzmitteln.
Die erfindungsgemäß verwendete Flugasche fällt in Wärmekraftwerken
als Rückstand an und besteht aus feinen Partikeln, die mit
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dem Rauch abgeführt und vor Verlassen der Schornsteine mit Hilfe von mechanischen und elektrostatischen Entstäubern abgefangen
werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung von Flugasche als feuerfester
Stoff in Feuerschutzmitteln erschließt in besonders vorteilhafter Weise einen neuen Verwendungszweck der Flugasche, bei
der es sich um einen sehr billigen, in sehr großen Mengen anfallenden Verbrennungsrückstand handelt, für den bisher noch
bei weitem nicht genügend Verwendungsmöglichkeiten bekannt sind.
Die erfindungsgemäß verwendete Flugasche hat ferner den Vorteil,
daß sie in Form eines extrem feinen Pulvers, dessen Feinheit mit derjenigen von Talk vergleichbar ist, anfällt, so daß sie leicht
verarbeitbar ist.
Zur Einverleibung in Bauelemente, deren Feuerfestigkeit erhöht werden soll, kann die Flugasche in vorteilhafter Weise mit einem
Dispergiermittel vermischt werden. Es hat sich gezeigt, daß die bei der Herstellung von Bauplatten zum Verleimen von feinfeiligen
Stoffen in der Regel verwendeten Klebemittel ideale Dispergiermittel für Flugasche darstellen.
Da die Herstellung von Bauplatten in der Regel nach automatisierten
Verfahren erfolgt, bedeutet die Einverleibung von Flugasche in das Klebemittel keine Komplikation des Herstellungsverfahrens,
da die Flugasche in einfacher Weise entweder der zum Durchkneten der Klebemittelkomponenten verwendeten Mischvorrichtung
oder einer der zum Einleiten der Klebemittelkomponenten verwendeten Zuleitungen zugeführt werden kann.
Die Flugasche kann dem Klebemittel in verschiedensten Konzentrationen
einverleibt werden, da es sich bei dem Klebemittel praktisch nur um ein Hilfsmittel zum Dispergieren der Flugasche in der
Baustoffmasse handelt. Ferner weisen die zur Herstellung derar-
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tiger Bauelemente verwendeten Klebemittel eine sehr verschiedene Zusammensetzung auf, obgleich es sich bei vielen derselben um
Klebemittel auf der Basis von hitzehärtbaren Kunstharzen handelt.
So werden z. B. zur Herstellung einer feuerfesten, aus feinteiligen
Stoffen aufgebauten Bauplatte, die pro m Fläche 20 kg Späne aufweist, welche mit Hilfe eines unter der Bezeichnung "Kaurit"
bekannten Klebemittels auf Harnstoff-Formaldehydbasis in der Weise
verklebt sind, daß 5 bis S Gew.-S Klebemittel auf die Gesamtmenge der vorhandenen Späne entfallen, in vorteilhafter Weise
dem Klebemittel 10 bis 20 Gew.-5, bezogen auf das Gesamtgewicht des Klebemittels, aus Wärmekraftwerken stammende Flugasche einverleibt.
Wird eine derartige Bauplatte der Flamme eines Lötbrenners ausgesetzt,
so weist sie eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität (keine Deformation) sowie eine bemerkenswert gute Feuerfestigkeit
auf; sobald die Flamme entfernt wird, erlischt die Rotglut der Platte und es erfolgt keine durch Verglühen bedingte Zerstörung
der Platte.
Es zeigt sich ferner, daß eine derartige Bauplatte in vorteilhafter
Weise feuchtigkeitsbeständig ist und nicht quillt.
Handelt es sich um feuerfeste Bauplatten mit verleimten Plattenverkleidungen,
z. B.um Bauplatten mit aufgeleimten Sperrholzplatten, so kann auch bei derartigen Bauplatten in sehr vorteilhafter
Weise die Flugasche dem zum Verleimen der Plattenverkleidungen verwendeten Klebemittel einverleibt sein. Es hat sich als
vorteilhaft erwiesen, dem zum Aufleimen der Plattenverkleidungen verwendeten Klebemittel eine größere Menge an Flugasche zuzusetzen
als dem zum Verkleben von feinteiIigen Stoffen bestimmten
Klebemittel, z. B. eine Menge von 30 Gew.-% Flugasche, bezogen auf Klebemittel.
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Werden auf einer Bauplatte mehrere Verkleidungsplatten in der Weise übereinander angeordnet, daß sich zwischen ihnen jeweils
eine Flugasche enthaltende Klebemittelschicht befindet, so werden zur.Herstellung von Feuerschutzwänden geeignete Bauplatten
erhalten.
Die erfindungsgemäße Verwendung von in Wärmekraftwerken anfallender
Flugasche als feuerfester» Stoff führt somit in einfacher Weise zu Bauplatten mit besonders vorteilhaften Eigenschaften, z.
B. Feuerfestigkeit und Dimensionsstabilität.
Gegebenenfalls kann die Flugasche auch in Form eines angefeuchteten
Pulvers angewandt werden, falls Wasser auf das verwendete Klebemittel keinen nachteiligen Einfluß ausübt.
Als besonders vorteilhaftes Mittel zum Dispergieren der Flugasche in der Baustoffmasse hat sich, wie bereits erwähnt, das
zum Leimen verwendete Klebemittel, z. B. Leim, erwiesen. Derartige Klebemittel sind jedoch nicht die einzigen zum Dispergieren
der Flugasche geeigneten Dispergiermittel. Es können auch andere übliche bekannte Dispergiermittel verwendet werden, doch sind
diese aufgrund ihrer geringeren Wirtschaftlichkeit sowie schlechteren Wirksamkeit in der Regel weniger geeignet.
So kann z; B. die Flugasche direkt in den die Bauplatte aufbauenden
feinteiligen Stoffen dispergiert iferden. Ferner kann
die Flugasche in der Weise dispergiert werden, daß sie mit einer die Bauplattenstruktur durchdringenden Flüssigkeit vermischt
wird.
Die erfindungsgemäß als feuerfester Stoff verwendete Flugasche
kann selbstverständlich nicht nur in Form eines Feuerschutzmittels in Bauplatten verwendet werden, sonders es können Gemische
aus Klebemitteln und Flugasche in üblicher bekannter Weise überall dort verwendet werden, wo die Feuerfestigkeit von Formelemen-
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ten unter Verwendung von Klebemitteln verbessert werden soll. So können z. B. derartige, Flugasche enthaltende Klebemittel
in vorteilhafter Weise in der Möbelindustrie verwendet xferden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
wird die als feuerfester Stoff verwendete Flugasche in Form eines trockenen Pulvers gemeinsam mit einem Stabilisiermittel verwendet,
wobei das Gemisch aus Flugasche und Stabilisiermittel in die
Hohlräume desjenigen Formkörpers eingebracht wird, dessen Feuerfestigkeit erhöht werden soll. Mit "Stabilisiermittel11 wird ein
Mittel bezeichnet, das eine feste Masse zu bilden vermag. Ausgezeichnete
Ergebnisse werden mit Gemischen erhalten, in denen das die Verfestigung der Masse bewirkende Mittel ein Pulver darstellt,
das sich unter der Einwirkung von Wärme zu einer zusammenhängenden Masse verfestigt und unter Stabilisierung des Pulvers einen die Flugasche enthaltenden Block bildet.
Als besonders wirksames und äußerst wirtschaftliches Stabilisiermittel hat sich Natriumborat erwiesen, das sich bereits ab einer
vergleichsweise niedrigen Ί
und harte Masse verxiandelt
und harte Masse verxiandelt
vergleichsweise niedrigen Temperatur von etwa 700C in eine feste
Das pulverförmige Gemisch aus Flugasche und Stabilisiermittel wird in besonders vorteilhafter Weise in. den Bauplatten des angegebenen
Typs verwendet. Da nämlich, wie bereits erwähnt, derartige Platten Kanäle aufweisen, können derartige Kanäle wie
Kamine wirken, sobald deren Trennwände von Flammen durchstoßen sind, so daß auf diese Weise das Feuer noch weitergeschürt wird.
Es spielt dabei auch keine Rolle, wenn derartige Kanäle ein pulverförmiges Schallisoliermittel oder- Feuerschutzmittel enthalten,
da sich derartige pulverförmige Mittel außerhalb des Kanals ergießen, sobald dessen Wände durchbrochen sind.
Werden demgegenüber die Kanäle derartiger Platten mit dem unter erfindungsgemäßer Verwendung von Flugasche und einem Stabilisier-
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mittel, z.B. Natriumborat, gewonnenen pulverförmigen trockenen
Feuerschutzmitteln gefüllt, so wird aus diesem Pulver unter der Einwirkung von Hitze eine feste und harte Masse gebildet, die
das Auftreten von den Flammen einen Durchtritt gewährenden Rissen verhindert.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, Natriumborat in
Form von Borax in Konzentrationen von weniger als 20 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Gemisches, vorzugsweise von etwa 5 bis 10 Gew.-I, zu verwenden.
Unter erfindungsgemäßer Verwendung von Flugasche gewonnene Feuerschutzmittel
mit einem überwiegenden Gehalt an Flugasche sind vergleichsweise leicht und ihr Gewicht beträgt etwa 600 g pro
Liter in lockerem Zustand bis etwa 900 g pro Liter in zusammengepreßtem Zustand.
Zur Verbesserung der Schallisolierung können den unter erfindungsgemäßer
Verwendung von Flugasche erhaltenen Feuerschutzmitteln
schallisolierende Zusatzstoffe, ζ. B. Sand, einverleibt werden,
wodurch derartige Feuerschutzmittel zwar schwerer, jedoch teuerer werden. .
Typische geeignete pulverförmige schallisolierende Zusatzstoffe sind z. B. feuerfeste Erden, Zement, Kalk, vermahlenes Porzellan,
Bimsstein, Vermiculite, Asbest, Gips und Holzmehl.
Die schallisolierenden Zusatzstoffe können den Feuerschutzmitteln in verschiedenen Konzentrationen zugesetzt werden. Je nachdem,
ob eine Schallisolier- und Feuerschutzwirkung oder nur eine Feuerschutzwirkung
angestrebt wird, haben sich Konzentrationen von 1,5 bis 0,2 kg pro Liter pulverförmiges, Flugasche enthaltendes
Gemisch als zweckmäßig erwiesen.
Gegebenenfalls kann das in die Hohlräume eines Formkörpers eingebrachte
pulverförmige Feuerschutzmittelgemisch durch Erhitzen
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vorstabilisiert werden. Der größte Teil derartiger Feuerschutzmittelgemische
hält Schmelztemperaturen von mehr als 20000C aus.
Dem unter erfindungsgemäßer Verwendung von Flugasche gewonnenen
Feuerschutzmittel kann ferner in geringer Konzentration, z. B. in einer Konzentration von etwa 2 %t Natriumbicarbonat als ent-
4tlammungsverzögernder Stoff zugesetzt werden, um. auf diese Weise
die Ausbreitung der Flammen auf der*Oberfläche der Platten wesentlich zu verlangsamen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Aus füll rungs form der Erfindung
wird dem Füllgemisch ein poröses Material, dessen Poren mit dem Feuerschutzmittelgemisch gefüllt sind, hinzugefügt. Als derartige
poröse Materialien haben sich in besonders vorteilhafter Weise Materialien mit bienenwabenartiger Struktur, insbesondere billige
derartige Materialien, beispielsweise Karton oder Papier, als geeignet erwiesen. Geeignet sind ferner Materialien aus anderen
Stoffen, z. B. aus Metallen, Kunststoffen, Schichtstoffen, künstlichen Fasern und Fäden, Glasfasern und dergl.
Materialien mit bienenwabenartiger Struktur werden, wie bereits erwähnt, bevorzugt, doch können zu dem feuerfesten Füllgemisch
auch poröse Materialien anderen Typs hinzugefügt werden. So hat es sich z. B. in bestimmten Fällen als zweckmäßig erwiesen, ein
poröses Kunststoffmaterial mit offenen Zellen, die unter Druck
mit dem unter erfindungsgemäßer Verwendung von Flugasche gewonnenen Feuerschutzmittel gefüllt sind, zu verwenden.
Wird das das Feuerschutzmittel enthaltende poröse Material zwischen
zwei Platten oder anderen Abdeckelementen angeordnet, so werden Bauelemente nit guter Feuerschutzwirkung, deren Herstellungskosten
nur geringfügig erhöht sind, erhalten. Gegebenenfalls können auch Bauplatten oder andere Bauelemente hergestellt werden,
die in besonders vorteilhafter Weise mehrere Schichten aus porösem Material, dessen Hohlräume mit dem unter erfindungsgemäßer
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— y —
Verwendung von Flugasche gewonnenen Feuerschutzmittel gefüllt
sind, aufweisen.
Das poröse Material wird mit einer oder mehreren Abdeckplatten in der Regel mit Hilfe eines bekannten, bei der Herstellung derartiger
vorgeformter Bauplatten üblicherweise verwendeten Klebemittels, z. B. Harnstoff-Formaldehydharzen, verbunden.
In den in der angegebenen Weise hergestellten feuerfesten Bauelementen,
z. B, Bauplatten, wird das darin enthaltene Feuerschutzmittel, wie bereits erwähnt, durch Hitze stabilisiert, in
dem es sich verfestigt und in Form einer festen Masse die bienenwabenartigen
Zellen bis zu den diese umschließenden Zellwände/n völlig abdichtet, so daß keine Risse verbleiben, die dem Feuer
den Durchtritt ermöglichen. Trotz einer gegebenenfalls eintretenden, durch Hitze bedingte Deformation der Abdeckplatten behalten
die in den festen Zwischenwänden eingelagerten, durch Hitze in feste Massen überführten Feuerschutzmittelgemische ihre
ursprüngliche Form ohne jede Rißbildung vollständig bei.
Die Stabilisierung der in den Bauelementen vorhandenen Feuerschutzmittelgemische
kann auch in der Weise bewirkt werden, daß die Abdeckplatten unter Druck bei Temperaturen von etwa 80 bis
18O0C furniert werden.
Es zeigt sich, daß das unter erfindungsgemäßer Verwendung von
Flugasche gewonnene Feuerschutzmittel sein Volumen unter dem Einfluß von Hitze vergrößert, was dazu beiträgt, daß die Hohlräume,
in denen es eingeschlossen ist, vollständig ausgefüllt werden.
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Claims (18)
1.) Verwendung von Flugasche als feuerfester. Stoff in Feuerschutzmitteln.
' -
2. Verwendung von Flugasche nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Flugasche gemeinsam mit einem Dispergiermittel verwendet.
3. Verwendung von Flugasche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Flugasche gemeinsam mit einem Klebemittel als Dispergiermittel verwendet.
4. Verwendung von Flugasche nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Flugasche gemeinsam mit einem Stabilisiermittel in Form eines trockenen Pulvers verwendet.
5. Verwendung von Flugasche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flugasche gemeinsam mit Matriumborat
als Stabilisiermittel verwendet.
6. Verwendung von Flugasche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Matriumborat im Konzentrationen unter
20 Gew.-%, vorzugsweise in Konzentrationen von 5 bis 10
Gew.-I, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, verwendet.
7. Verwendung von Flugasche nach Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als schallisolierenden Stoff zusätzlich
Sand, feuerfeste Erden, Zement, Kalk, vermahlenes
Porzellan, Bimsstein, Vermiculite, Asbest, Gips und/oder Holzmehl verwendet.
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8. Verwendung von Flugasche nach Ansprüchen 4, 5 oder 6, da-,
durch gekennzeichnet, daß man als entflammungsverzögernden Stoff zusätzlich Natriumbicarbonat in geringer Konzentration
verwendet.
9. Verwendung von. Flugasche nach Ansprüchen 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Gemisch in Form einer durch Erhitzen auf Temperatu:
ten Masse verwendet.
hitzen auf Temperaturen von etwa 700C oder darüber verfestig-
10. Verwendung von Flugasche nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Feuerschutzmittel zur Herstellung
von feuerfesten, aus mit Hilfe von Klebemitteln verleimten Stoffteilchen aufgebauten Bauelementen, insbesondere in Form
von Bauplatten, verwendet.
11. Verwendung von Flugasche nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Feuerschutzmittel zur Herstellung
von mit Hilfe von Klebemitteln aufgeleimte Abdeckplatten aufweisenden feuerfesten Bauelementen, insbesondere in Form
von Bauplatten, verwendet.
12. Verwendung von Flugasche nach Ansprüchen 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Feuerschutzmittel in Form eines trockenen Pulvers zur Herstellung von feuerfesten Bauelementen,
insbesondere in Form von Bauplatten, verwendet.
13. Verwendung von Flugasche nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Feuerschutzmittel in die Hohlräume eines porösen Materials einbringt.
14. Verwendung von Flugasche nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Feuerschutzmittel in die Hohlräume eines porösen Materials mit einer bienenwabenartigen Struktur
einbringt.
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19Η282
15. Verwendung von Flugasche nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Feuerschutzmittel in ein poröses Material mit bienenwabenartiger Struktur aus Papier oder papierähnlichem
Stoff, aus Metall oder aus Kunststoff einbringt.
16. Verwendung von Flugasche nach Ansprüchen 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß man das das Feuerschutzmittel enthaltende poröse Material mit bienenwabenartiger Struktur mit
Abdeckplatten versieht.
17. Feuerschutzmittel, bestehend aus einem in einem Dispergier- oder Stabilisiermittel dispergierten feuerfesten Stoff sowie
gegebenenfalls schallisolierenden oder entflammungsverzögernden
Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff aus Flugasche besteht.
18. Feuerfestes Bauelement, insbesondere in Form einer Bauplatte, bestehend aus einem feuerfesten Stoff sowie entweder mit Hilfe eines Klebemittels verleimten feinteiligen Stoffen oder
einer mit Hilfe eines Klebemittels aufgeleimte Verkleidungsplatten aufweisenden Anordnung oder einer poröse Materialien
aufweisenden Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff aus Flugasche besteht und entweder in dem
Klebemittel dispergiert oder in den Hohlräumen des porösen Materials in Form eines trockenen Pulvers eingelagert ist.
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