DE2035265B2 - Steinholz-bauplatte und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Steinholz-bauplatte und verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbsttragende, schraubfähige,
nicht brennbare Steinolz-Bauplatte mit bleibender Maßhaltigkeit aus einer ohne Verpressen ausgehärteten
Mischung von gebranntem Magnesit, wäßriger Magnesiumchloridlösung und Holzfüllstoffen mit
einem Gewichtsverhältnis MgO:MgCl2 von 2 bis 4.
die insbesondere zur Herstellung von Trennwänden und Verkleidungen geeignet ist.
Aus üllmann. »Enzyklopädie der technischen
Chemie«. Band 9 (1932), S. 617a bis c und Probst. »Steinholz« (1951). S. 56 sowie Probst, »Handbuch
der Betonstein-Industrie« (1962), S. 29 und 428 bis 430, sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von
Steinholzböden und Steinholzplatten bekannt, bei denen in die Mischung organische Füllstoffe, wie
Sägespäne oder Holzmehl und oder anorganische ! CiIlstoffe. wie Steinmehl, Kieselgur, Talkum usw. eingebracht
werden. Zur Herstellung von nur holzartige Füllstoffe enthaltenden Steinholzplatten werden dabei
jeweils 6 Volumenteile Magnesit mit 12 bis 20 Volumenteilen Spanmaterial trocken vermischt, dann 4
bis 6 Volumenteile wäßrige Magnesiumchloridlösuiig
von 18 bis 23' Be eingemischt, die erhaltene Masse verformt und mittels Pressen verdichtet. Die auf diese
Weise hergestellten Steinholzplatten sind jedoch nicht hinreichend maßhaltig und wegen oft erst nach längerer
Zeit auftretenden Verwerfungen und Verkrümmungen für Bauzwecke ungeeignet.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind verschiedene abgewandelte Verfahren zur Herstellung von Stcinholzplatten
bekanntgeworden, die jedoch in der Praxis zu keinem durchschlagenden Erfolg geführt haben.
So ist aus der deutschen Patentschrift 808 570 ein Verfahren zur Herstellung von Steinholzplatten bekannt,
bei welchem man die Mischung aus dem Magnesit und den Füllstoffen mit nur so wenig Anmachflüssigkeit
vermischt, daß die Masse vor dem Pressen noch unzusammenhängend pulvrig ist und beim Pressen
keine oder nur wenig Anmachflüssigkeit abgibt. Nach diesem Verfahren werden als Anmachflüssigkeit
hochkonzentrierte Lösungen von Magnesiumchlorid (Dichte 1,26 bis 1,34, entsprechend 30° Be und darüber)
und/oder Magnesiumsulfat (Dichte 1,20 bis 1,26) und
3 4
ein Mischungsverhältnis Magnesit zu Füllstoff von 3 natürlichem und 60 bis 40 Gewichtsprozent synthetibis
4:1 verwendet, die erhaltene Masse in einer Presse schem Magnesit bestehenden Mischung mit etwa 25
unter einem Druck von 20 bis 40 kg/cm2 verpreßt und bis 35 Volumenteilen einer wäßrigen Magneshimchlodabei
unter Druck bis zum Siedepunkt der Anmach- ridlösung von 10 bis 15" Se vermischt, die erhaltene
flüssigkeit erhitzt. Dieses Verfahren ist jedoch sehr auf- 5 Mischung durch Einmischen von 60 bis 80 Volumenwendig
und liefert nur Steinholzplatten hoher Dichte, teilen Sägespäne und/oder Holzmehl mit einer Teildie
weder selbsttragend noch schraubfähig sind. chengröße bis zu etwa 5 mm zu einer plastischen
Aus der deutschen Patentschrift 1 160 350 ist ferner Masse verarbeitet, diese etwa 45 bis 90 Minuten der
ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, Quellung überlassen, dann in Formen zu Platten verbei
welchem man den Magnesit mit etwa der gleichen io formt, diese in der Form etwa 6 bis 10 Stunden bei
Volumenmenge einer konzentrierten Magnesiumchlo- Temperaturen zwischen 35 und 40° C vorgetrocknet,
ridlösung (32° Be) vermischt, nachfolgend zuvor mit danach entformt und 40 bis 50 Stunden bei Tempera-Wasser
gesättigte Sägespäne einmischt, die Masse ver- türen zwischen 50 und 60" C getrocknet und schließlich
formt und nach dem Erhärten und Entformen bis zum mehrere Tage bei Außentemperatur gelagert.
Trocknen lagert. Diese Arbeitsweise eignet sich nur 15 Nach einer abgewandelten Ausführungsform wird zur Herstellung von Steinholzplatten mit geringen der Magnesit zunächst mit dem Hauptteil der Magne-Abmeüsungen, niedrigem Füllstoffgehalt und hoher siumchloridlösung vermischt und nach dem Ein-Dichte, die weder selbsttragend noch schraubfähig mischen der Holzfüllstoffe dann die Konsistenz der sind. Masse durch Zumischen der restlichen Magnesium-Für verschiedene Bauzwecke, insbesondere im 20 chloridlösung eingestellt. Die erhaltene plastische Schiffbau besteht nun ein starkes Bedürfnis nach selbst- Masse wird zweckmäßig durch eine Schlitzdüse als tragenden Bauplatten mit bleibender Maßhaltigkeit, die Fidchstrang unter Vibration in eine nach oben offene einerseits wie Holz schraub- und nagelfähig, anderer- Plattenform eingelegt, die Oberfläche geglättet und die seits dagegen nicht brennbar und feuerhemmend im überschüssige Masse abgestrichen. Das Quellen der Sinne der DIN-Norm 4102 sind. 35 Masse und das Verformen wird vc-teilhaft bei Tem-
Trocknen lagert. Diese Arbeitsweise eignet sich nur 15 Nach einer abgewandelten Ausführungsform wird zur Herstellung von Steinholzplatten mit geringen der Magnesit zunächst mit dem Hauptteil der Magne-Abmeüsungen, niedrigem Füllstoffgehalt und hoher siumchloridlösung vermischt und nach dem Ein-Dichte, die weder selbsttragend noch schraubfähig mischen der Holzfüllstoffe dann die Konsistenz der sind. Masse durch Zumischen der restlichen Magnesium-Für verschiedene Bauzwecke, insbesondere im 20 chloridlösung eingestellt. Die erhaltene plastische Schiffbau besteht nun ein starkes Bedürfnis nach selbst- Masse wird zweckmäßig durch eine Schlitzdüse als tragenden Bauplatten mit bleibender Maßhaltigkeit, die Fidchstrang unter Vibration in eine nach oben offene einerseits wie Holz schraub- und nagelfähig, anderer- Plattenform eingelegt, die Oberfläche geglättet und die seits dagegen nicht brennbar und feuerhemmend im überschüssige Masse abgestrichen. Das Quellen der Sinne der DIN-Norm 4102 sind. 35 Masse und das Verformen wird vc-teilhaft bei Tem-
Aufgabe der Erfindung ist es nun, verbesserte Stein- peraturcn zwischen 30 und 4OC durchgeführt. In die
holz-Bauplatten zu schaffen, welche die bisherigen Mischung aus Magnesit und Magnesiumchloridlauge
Nachteile vermeiden, dauerhaft maßhaltig und ver- kann vor dem Einbringen der Holzfüllstoffe noch eine
formungsbeständig sind, bei relativ niedriger Dichte höchstens dem Volumen des Magnesits entsprechende
wie Holz schraub- und nagelfähig und gleichzeitig 30 Volumenmenge inatikver Kieselgur eingemischt vver-
nicht brennbar sind und auch nach längerem Beflam- den. Durch zusätzliches Einmischen von 0.1 bis 0.5
men noch hinreichende Stabilität besitzen. Gewichtsprozent einer feinteiligen Dispersion eines
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine Polymeren oder Copolymeren mit Vinylacetat-. Vinyl-
selbsttragende. schraubfähige, nicht brennbare Stein- propionat- und'oder Vinylalkoholgruppen wird eine
holz-Bauplatte mit bleibender Maßhaltigkeit aus einer 35 Hydrophobierung und eine weiter verbesserte Bindung
ohne Verpressen ausgehärteter Mischung von ge- erreicht.
brannten! Magnesit, wäßriger Magnesiumchloridiö- Die erfindungsgemäßen Steinholz-Bauplatten kön-
sung und Holzfüllstoffen und einem Gevvichtsverhält- nen wie Holz verarbeitet, verleimi und lackiert werden,
nis MgOiMgCI2 von 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet. sind nicht brennbar und feuerhemmend, besitzen eine
daß die ausgehärtete Mischung aus natürlichem und 40 ausgezeichnete Biegezugfestigkeit, enthalten weder
synthetischem Magnesit, feinteiligen Holzfüllstoffen Asbest noch sonstige gesundheitsschädigende Stoffe
und einer Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15 Be und liefern auch beim Erhitzen keine toxischen Gase,
besteht und eine Dichte von höchstens 0,75 g/cm3, ein Die neuen Bauplatten können nach der Vortrocknung
Gewichtsverhältnis MgO zu Holzspäne von 1:1 bis schon hohen Temperaturen ausgesetzt werden, ohne
1;1,5 und ein Gewichtsverhältnis Holzfüllstoffe zu 45 daß es zu einer Deformation kommt. Im Gegensat/.
MgCl von 2 bis 6 aufweist. zu zahlreichen bekannten Verfuhren sind die erfin-
Die Platten können zusätzlich eine höchstens dem dungsgemäßen Platten schon wenige Tage nach ihrer
Magnesiumgehalt entsprechende Volumenmenge in- Fertigung versand- und einbaufähig,
aktive Kieselgur und/oder 0.1 bis 0.5 Gewichtsprozent Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder 50 Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
Copolymeren mit einem Gehalt an Vinylacetat-, Vinylpropionat- und/oder Vinylalkoholgruppen enthalten. Beispiel 1
aktive Kieselgur und/oder 0.1 bis 0.5 Gewichtsprozent Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder 50 Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
Copolymeren mit einem Gehalt an Vinylacetat-, Vinylpropionat- und/oder Vinylalkoholgruppen enthalten. Beispiel 1
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren
zur Herstellung von selbsttragenden, schraubfähigen, Es wurden 13 1 (9,47 kg) einer aus gleichen VoIunichtbrennbaren
Steinholz-Bauplatten, dadurch ge- 55 menmengen natürlichem und synthetischem Magnesit
kennzeichnet, daß eine feinteilige Mischung aus natür- bestehenden Mischung (Dichte 0,725 g/cm3) mit 28 1
lichem und synthetischem Magnesit mit einer etwa 2- (30,75 kg) einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung
bis 2,7fachen Volumenmenge Magnesiumchlorid- von 13° Be (Dichte 1,10 g/cm3; MgCl2-Gehalt 3,25 kg)
lösung von 10 bis 15° Be und, bezogen auf Magnesit und 70 1 (10,25 kg) einer aus gleichen Teilen Sägeeiner
4,5- bis 6,2fachen Volumenmenge Holzfüllstoff 60 spänen mit einer Teilchengröße bis zu 5 mm und Sägezu
einer plastischen Masse vermischt wird, diese etwa mehl bestehenden Mischung (Dichte 0.15 g/cm3) zu
45 bis 90 Minuten der Quellung überlassen, dann einer plastischen Masse vermischt. Nach Beendigung
verformt, in der Form mindestens 4 Stunden bei des Mischvorganges wurde die erhaltene Masse etwa
Temperaturen zwischen 30 und 400C vorgetrocknet, 50 Minuten quellen gelassen und im Anschluß daran
dann entformt und mindestens 24 Stunden bei Tempe- 65 mittels einer Zementpumpe und eines Beschickungsraturen
zwischen 50 und 6O0C getrocknet wird. behälters durch eine Schlitzdüse in eine nach oben
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden offene Plattenform eingebracht, die Oberfläche ge-
13 Volumenteile einer aus 40 bis 60 Gewichtsprozent glättet und die überschüssige Masse abgestreift. Die
gefüllte Form wurde 9 Stunden bei 35" C gelagert und nachfolgend die Platte entformt sind weitere 60 Sturden
bei 50'C und anschließend weitere 3 Tage bei
Außentemperatur gelagert.
Die erhaltene Platte maß 244 · 122 · 1,9 cm und hatte ein Gewicht von 40,7 kg entsprechend einer
Dichte von 0,72 g/cm3. Die Platte erwies sich sowohl bei der Lagerung, als auch in eingebautem Zustand
auch bei Einwirkung erhöhter Temperaturen als maßhaltig und zeigte keinerlei Deformation. Die Biegefestigkeit
betrug etwa 170 kg/cm2 und die Schraubenhaltekraft (Parker-Schrauben 6 bis 12 mm) bei einer
Eindringtiefe von 12 mm etwa 110 kg. Die Plane ließ
sich mit herkömmlichen Holzbearbeitungswerkzeugen einwandfrei bearbeiten, verleimen und mit Beschichtungen
und Anstrichen versehen, '-eiche die Aufnahme von Luftfeuchtigkeit hintanhalten.
Bei der Prüfung des Brandverhaltens gemäß DIN 4102 envies sich die Platte als nicht brennbar. In
einem BcflaiMinungätcrsuch wurde eine hervorragende
Wärmedämmung und selbst nach längerer Beflammungsdauer eine ausgezeichnete Festigkeit beobachtet.
as
Zur Herstellur.3 einer weiteren Steinholzplatte wurde
gemäß Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch rur 65 1 einer aus gleichen Teilen Sägespänen und Sägemehl bestehenden
Mischung und 321 Magnesiumchloridlösung sowie zusätzlich 13 1 inaktive Kieselgur eingesetzt
wurden. Die Qucllzeit betrug 45 Minuten.
Die erhaltene Platte hatte bei den gleichen Abmessungen ein Gewicht von 39,5 kg entsprechend einer
Dichte \on 0,70 g/cm3. Die Biegefestigkeit betrug 150 kg/cm3 und die Schraubenhaltekraft bei einer Eindnngtiefc
von 13 mm 90 kg. Die Platte ließ sich ebenfalls mit herkömmlichen Holzbearbeitungswerkzeugen
bearbeiten, verleimen und mit Beschichtungen und Anstrichen versehen. Die erhaltene Platte zeigte im
Vergleich zu derjenigen gemäß Beispiel 1 eine wesentlieh größere Elastizität und erwies sich bei der Prüfung
des Brandverhaltens gemäß DIN 4102 ebenfalls als nicht brennbar.
45
Zur Herstellung einer weiteren Steinholzplatte wurde das Verfahren gemäß Beispiel 2 wiederholt, wobei
jedoch jetzt der Mischung noch zusätzlich 80 cm3 einer 50°oigen wäßrigen Dispersion eines Vinylpropionat-Copolymeren
mit einer Teilchengröße von 0.5 bis 3 μ zugemischt wurden. Die erhaltene Platte besaß eine
Biegefestigkeit von 180 kg/cm2, eine Schraubenhaltekraft
bei einer Eindringteife von 13 mm von 120 kg und eine wesentliche verringerte Neigung zur Aufnahme
von Luftfeuchtigkeit. Bei der Prüfung des Brandverhaltens erwies sich die Platte ebenfalls als
nichtbrennbar. Im Beflammungsversuch ergab sich eine ausgezeichnete Wärmedämmung und selbst nach
längerer Beflammungsdauer eine hervorragende Festigkeit.
In einem Vergleichsversuch wurden gemäß der deutschen
Patentschrift 1 160 350 durch Vermischen von jeweils 1,57 Volumenteilen gebranntem Magnesit mit
I Volumenteil einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung von 32' Be und nachfolgendes Einmengen von 1,5
Volumenteilen Hobelspänen und 0,75 Volumenteilen Wasser etwa 100 1 Steinholzmasse hergestellt, diese in
eine 2,44 · 1,22 · 1,9 cm messende Form eirgefüllt und nach Abstreichen der Oberseite in der Form ausgehärtet.
Als die erhaltene Platte nach drei Wochen aus der Form entnommen werden sollte, zerbrach sie unter
ihrem eigenen Gewicht. In einem zweiten Ver-.uch wurde die auf die gleiche Weise hergestellte SteinhoL·-
masse in einer 122 · 50 · 1,9 cm messenden Form aus-Cehärtet.
die erhaltene Platte nach dreißig Tagen bei Raumtemperatur entformt, eine weitere Woche bei
Raumtemperatur gelagert und dann geprüft. Die erhaltene Platte be>aß eine Rohdichte von 1.24 gem'
und eine Druckfestigkeit von 110 kp.cm2. Die Biegefestigkeit
konnte nicht gemessen werden, da der 100 · 20 · 1,9 cm messende Probekörper schon beim
Einspannen in die Maschine zerbrach. Bei der Prüfung
des Brandverhaltens gemäß Ziff. 3.2 der ergänzenden Bestimmungen zur DIN-Norm 4102 verglühte der
Prüfkörper, wobei die Temperatur im Ofen um mehr als 50 C über den Ausgangswert anstieg, so daß die
Bedingungen für nicht brennbare Baustoffe nicht eifüllt wurden. Bei der Bestimmung der Schraubenhaltekraft
(Parker 6 bis 12 bei 13 mm Eindringtiefe) wuiden
Werte von nur 8 bis 10 kg gemessen. Demgegenüber zeigte eine zum Vergleich gemäß Beispiel 1 hergestellte
Steinholz-Bauplatte von 244 · 122 · 1.9 cm eine Rohdichte von 0.72 g cm3, eine Druckfestigkeit von
190 kp/cm2. eine Schraubenhaltekraft (Parker 6 bis 12 bei 13 mm Eindringtiefe) von 151 kg, einen an einer
12,2 m2 großen Prüfwand bei einer Temperaturdifferen? von 100 C gemessenen Wärmedurchgang von
0.225, und nach fünftägigem Tauchen in Wasser eine Dickenquellung von 0.1 mm nach dem Trocknen. In
einem beschleunigten Alterungstest ergab sich, daß die Eigenschaften der Platte über eine zehn Jahren entsprechende
Alterungsdauer konstant blieben. Darüber hinaus war die Steinholz-Bauplatte nicht brennbar im
Sinne von Ziff. 3.1 der DIN-Norm 4102, Blatt 4 und feuerhemmend gemäß der Feuerwiderstandsklasse F 30
nach Ziff. 3.1 und Ziff. 5.2 der DIN-Norm 4102, Blatt 2.
Claims (10)
1. Selbsttragende, schraubfähige, nicht brennbare Steinholz-Bauplatte mit bleibender Maßhaltigkeit
aus einer ohne Verpressen ausgehärteten Mischung von gebranntem Magnesit, wäßriger Magnesiumchloridlösung
und Holzfüllstoffen mit einem Gewichtsverhältnis MgO:MgCl2 von 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß diese ausgehärtete Mischung aus natürlichem und synthetischem
Magnesit, feinteiligen Holzfüllstoffe?! und
einer Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15° Be besteht und eine Dichte von höchstens 0,75 g/cm3,
ein Gewichtsverhältnis MgO zu Holzfüllstoff von 1:1 bis 1:1,5 und ein Gewichtsverhältnis Holzfüllstoff
zu MgCl2 von 2 bis 6 aufweist.
2. Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß darin zusätzlich eine höchstens dem Magnesitgehalt entsprechende Volumenmenge- in-
»ktive Kieselgur enthalten ist.
3. Bauplatte nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 0,1
bis 0.5 Gewichtsprozent einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder Copolymeren mit einem a5
Gehalt an Vinylacetat-, Vinylpropionat- und'oder
Vinylalkoholgruppen.
4. Verfahren zur Herstellung von selbsttragenden, schraubfähigen, nicht brennbaren Steinholz-Bauplatten
nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß eine feinteilige Mischung
aus natürlichem und synthetischem Magnesit mit einer etwa 2 bis 2,7fachen Volumenmenge
wäßriger Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15 Be und. bezogen auf Magnesit, einer 4,5- bis
6,2fachen Volumenmenge Holzfüllstoff zu einer plastischen Masse vermischt wird, diese etwa 45
bis 90 Minuten der Quellung überlassen, dann verformt, in der Form mindestens 4 Stunden bei
Temperaturen zwischen 30 und 40" C vorgetrocknet. dann entformt und mindestens 24 Stunden bei
Temperaturen zwischen 50 und 60" C getrocknet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet,
daß 13 Volumenteile einer aus 40 bis 60 Gewichtsprozent natürlichem und 60 bis 40 Gewichtsprozent
synthetischem Magnesit bestehenden Mischung mit etwa 25 bis 35 Volumenteilen einer
wäßrigen Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15ς Be und nachfolgend mit 60 bis 80 Volumenteilen
Sägespänen und/oder Holzmehl mit einer Teilchengröße bis zu etwa 5 mm zu einer plastischen
Masse vermischt wird, diese etwa 45 bis 90 Minuten der Quellung überlassen, dann in Formen zu Platten
verformt, in der Form etwa 6 bis 10 Stunden bei Temperaturen zwischen 35 und 40" C vorgetrocknet,
die Platten entformt und 40 bis 50 Stunden bei Temperaturen zwischen 50 und 60 C getrocknet
und schließlich mehrere Tage bei Außentemperatur gelagert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5. dadurch gekennzeichnet, daß Magnesit mit dem Hauptteil
der Magnesiumchloridlösung vermischt und nach dem Einmischen der Holzfüllstoffe die Konsistenz
der Masse durch Zumischen der restlichen Magne- S
siumchloridlösung eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Masse durch
eine Schlitzdüse als Flachstrang unter Vibration iu eine nach oben offene Plattenform eingelegt, die
Oberfläche geglättet und die überschüssige Masse abgestrichen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellen der Masse und das Verformen
bei Temperaturen zwischen 30 und 400C durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung aus Magnesit
und Magnesiumchloridlauge vor dem Einbringen der Holzfüllstoffe eine höchstens dem Volumen des
Magnesits entsprechende Volumenmenge inaktive Kieselgur eingemischt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung noch 0,1 bis
0,5 Gewichtsprozent einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder Copolymeren mit Vinylacetat-,
Vinylpropionat- und/oder Vinylalkoholgruppen eingemischt wird.
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