DE2607339C2 - Verfahren zur Herstellung zementgebundener Holzspanplatten und -bauelemente - Google Patents
Verfahren zur Herstellung zementgebundener Holzspanplatten und -bauelementeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfuhren zur Herstellung zementgebundener Holzspanplatten und
-bauelemente, bei dem in einem Aufbereitungsgang llol/späne mit Wasserglas präpariert und in einem
weiteren Herstellungsgang die präparierten Holzspäne mit Zement gehiirulon /ii Formleilpn verpreßt und
ausgehärtet werden.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung zementgebundener Holzspanplatten bekannt, bei dem die zu verpressenden
und auszuhärtenden Formlinge in einem s Arbeitsgang hergestellt werden. Dazu gibt man die
Holzspäne, Wasserglas, Wasser, Zement und Zuschläge, verpreßt dann das Mischgut, um danach den Zement
aushärten zu lassen. Man muß bei diesem Verfahren mit einem sehr hohen Wasseranteil arbeiten, weil nämlich
ίο Wasserglas und Zement zwei unverträgliche Zuschlagstoffe
sind. Der Wasseranteil beträgt hierbei üblicherweise 50 °/o. Auch der Zementanteil ist bei diesem
bekannten Verfahren sehr hoch, man kann nämlich lediglich eine Bindung des Mischgutes über den
aushärtenden Zement erreichen, indem man einen verhältnismäßig hohen Preßdruck auf das auszuhärtende
Mischgut aufbringt. Der hohe Preßdruck ist auch erforderlich, um das in die Holzspäne eingedrungene
Wasser wieder herauszupressen. Die Holzspäne selbst nehmen den Zement nicht an, was man bei den fertigen
Bauteilen daran erkennt, daß der ausgehärtete Zement unter mechanischer Einwirkung, wie Schlageinwirkung,
von den Holzspänen wieder abplatzt. Insgesamt sind die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Platten
und Bauteile infolge eines hohen spezifischen Gewichtes äußerst schwer und nicht porös. Solche Platten und
Bauteile können bestenfalls feuerhemmende Eigenschaften besitzen, weil bei hohen Temperaturen die
Zemenlbindung wieder auszeinanderplatzt, dadurch
.v> können die Holzspäne wieder freikommen und brennen.
Es ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung
zementgebundener Holzspanplatten bekannt, bei dem in einem vorbereitenden Arbeitsgang die Holzspiinc
präpariert werden. Dazu wird den Holzspänen aber
j5 nicht lediglich Wasserglas zugesetzt, vielmehr erfolgt
die Aufbereitung der Holzspäne durch Zugabe von Wasserglas und Wasser. Anschließend müssen die
Holzspäne durch Entzug des Wassers wieder getrocknet werden. Das zurückbleibende Wasserglas bildet
einen Film, der die Holzspäne einmantelt. Dadurch sollen die Holzspäne schwer entflammbar gemacht
werden. Da jedoch bei diesem Verfahren im weiteren Herstellungsgang die präparierten Holzspäne wieder
mit Wasserglas und Wasser vermischt werden, wobei dann auch noch der Zement zugegeben wird, löst sich
der vorhandene Wasserglasfilm an den Holzspänen wieder ab. Dadurch ergibt sich nicht die ursprünglich
angestrebte gute Bindung an den Zement, außerdem wird die Feuerfestigkeit der Platten und Bauelemente
ν beeinträchtigt, weil die Holzspäne doch wieder
unmittelbar in den Zement eingebunden sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch zu
verbessern, daß die Holzspäne dauerhaft wasserfest
c.5 eingebunden und dadurch totgelegt werden, damit sie
nicht nachträglich nach dem Aufbereitungsgang wieder
Wasser aufnehmen oder abgeben könnnen, wodurch der Wasscrglasfilm an den Holzspänen erhalten bleiben
soll. Die Erhaltung des Wasserglasfilms soll zu einer
'·" erhöhten Feuerfestigkeit beitragen und außerdem ist
eine bessere Einbindung der Holzspäne in den Zement angestrebt.
Diese Aufgabe wird bei einem galtiingsgcmiiUcn
Verfahren dadurch gelöst, daß in dem Aufbereitungs-
'■■' gang die Holzspäne nur mit dem Wasserglas benutzt
und durch Einstäuben von Zemeni getrocknet sowie eingekapselt werden und beim Herstellungsgang die
eingekapselten Holzspäne in eine Zcmentsehlcmpe
gegeben werden.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die präparierten Holzspäne
in einer unlöslichen Wasserglas-Zement-Kapsel liegen. Durch den Wasserglasanieil wird eine erhöhte Feuerfesligkeit
erreicht und der Zementanteil trägt zu einer besseren Einbindung der Holzspäne in den gesamten
Zementverbund bei. Man kann nach diesem neuen Verfahren besonders poröse Platten und Bauelemente
herstellen, da man einen sehr hohen Holzanteil verwirklichen und hohe Preßdrücke vermeiden kann,
wodurch die spezifische Dichte der Platten und Bauelemente stark herabgesetzt werden kann. Die
Porosität der herzustellenden Platten und Bauelemente kann durch Lufteinschlüsse noch erhöht werden, damit
steigert sich zugleich der sogenannte K-Wert, worunter der Wärmeisolationswert zu verstehen ist.
Die weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der
nachstehenden Beschreibung. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Verfahrensbeispielen noch
näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren gliedert sich in die Holzspanaufbereitung und die Elementherstellung.
Beide Verfahrensstufen können getrennt und unabhängig voneinander durchgeführt werden. Die Besonderheit
des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Zugabe von Wasserglas nur noch während der
Spanaufbereitung erfolgt, so daß bei der Eiementherstellung lediglich noch die Zemenibindung für den
Zusammenhalt der Formlinge, die entweder die Gestalt von Platten oder anderer Bauelemente haben, vorzunehmen
ist.
Die Präparation von Holzteilen für eine feuerhemmende Ausrüstung mittels Wasserglas ist grundsätzlich
bekannt. Jedoch bereitet eine dauerhafte Bindung des Wasserglases an das Holz besondere Schwierigkeiten,
weil unter Einwirkung von Wasser das Wasserglas zumindest wieder angelöst oder sogar abgelöst wird.
Weiter ist für die feuerhcmmende Ausrüstung von Bedeutung, welchen Wasserglas-Typ man für den
Einzelfall auswählt. Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man vorteilhaft Natron-Wasserglas.
Es handelt sich dabei um ein in Wasser gelöstes Natrium-Silicat. Dieses Imprägniermittel für
die Holzspäne hat sich in einer Konzentrationsform bewährt, die unter der Bezeichnung »Natron-Wasserglas;
37—40Grädig« gehandelt wird. Es dürfte sich dabei um eine 37—40 %ige Wasserglaslösung auf
Natriumbasis handeln.
Die Aufbereitung der Holzspäne beginnt in einem Mischer. Die ersten erfolgreichen Versuche zur
Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mit einem 250-Liter-Mischer durchgeführt worden. Dabei
wurden zunächst 250 I Holzspäne zusammen mit 25 I des vorbeschriebenen Wasserglases in den Mischer
gegeben und 10 Minuten miteinander vermengt. Das Mischungsverhältnis zwischen Holzspänen und Wasserglas
betrug somit 10:1, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird also ausgesprochen wenig Wasserglas
den Holzspänen zugesetzt. Das Wasserglas soll nämlich die Holzspäne lediglich benutzen, womit sich ein etwa
erdfeuchtes Gemisch bei dem ,ingegebenen Mischungsverhältnis
einstellt. Hierfür benötigt man etwa 10 min, um das Wasserglas gleichmäßig unter die Holzspäne zu
verteilen.
Dann wird den mn Wasserglas befeuchteten Holzspänen im Mischer Zement bciee&cbcn. Man setzt den
Zement kontinuierlich zu, indem man ihn zweckmäßig mit Luft in den Mischer einbläst.
Hierdurch wird der Zement ebenfalls möglichst gleichmäßig in das Gemisch aus Holzspänen und
s Wasserglas eingestäubt. Dabei nimmt der Zement aus dem Wasserglas Wasser auf und trocknet die Späne
dabei sozusagen ab, wofür bereits bei den angegebenen Mischungsmengen 151 Zement ausreichen. Die Zeitdauer
für die Zugabe des Zements beträgt etwa 5 min,
ίο danach ist im Mischer ein trockenes, krümeliges
Gemenge entstanden. Bei eingehender Untersuchung zeigt sich, daß jeder einzelne Holzspan mit einem
Wasserglas-Zement-Schleier überzogen ist. Da der Zement zum Abbinden dem Wasserglas Wasser
entzieht, entsteht um jeden einzelnen Holzspan eine ausgehärtete Silicat-Zementschicht, durch die der
Holzspan versiegelt isi. Es stellt sich deshalb eine außerordenlich hohe Feuerfestigkeit solcher Holzspäne
ein. Außerdem ist diese Schutzschicht der Holzspäne sehr beständig und vor allem durch Wasser nicht
angreifbar. Schließlich bindet der Zement nicht nur aus dem Wasserglas sondern auch aus den eventuell
aufgequollenen Spänen Wasser ab, so daß nicht durch eine nachträgliche Volumenänderung des Holzes
infolge Wasseraufnahme oder -abgabe die gebildete Schutzschicht zersprengt werden kann.
Aus den genannten Zahlen der Komponenten während der Spanaufbereitung errechnet sich ein
Mischungsverhältnis von etwa 87 % Holzspänen, 8 %
y> Wasserglas und 3% Zement bezogen auf das Volumen.
Grundsätzlich kann man die präparierten Späne schon unmittelbar nach ihrer Aufbereitung weiter
verwenden. Der Zement bindet nämlich im Zusammenspiel mit Wasserglas außerordentlich schnell ab. Es hat
.15 sich jedoch bewährt, die Späne nach dem Aufbereitungsvorgang
zunächst über eine Zeitdauer von etwa 3 bis 8 Tagen zu lagern, damit vor allem der Zement
restlos aushärten kann und den Holzspänen das in sie eingequollene Wasser restlos entzogen wird. Die
Zeitdauer der Lagerung bestimmt sich deshalb auch nach der Größe der jeweiligen Späne, sie ist bei
kleineren Spänen länger und bei größeren Spänen kürzer.
Die imprägnierten Späne werden nach dem Aufbereitungsgang im Herstellungsgang weiter verwendet,
indem sie mit Zement gebunden zu Formteilen verpreßt werden. Dazu stellt man zunächst wiederum in einem
Mischer eine Zementschlempe her und gibt die präparierten Holzspäne hinzu, um das ganze miteinan-
so der zu vermengen. Bei diesem Vorgang kann noch ein
Füllstoff, wie Perlit mit in den Mischer gegeben werden, nach dem erfindunggsgemäßen Verfahren kommt bei
diesem Herstellungsgang die Zugabe von Wasserglas nicht mehr in Betracht.
ss Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel wird auf 25 1 Zement 10 bis 20 1 Wasser zugegeben. Es ist
bekannt, daß zur Erlangung optimaler Bedingungen dem Zement 40 % Wasser zugesetzt werden sollen.
Man kann im Hinblick auf ein leichteres Vermengen der
<»> Späne mit der Zementschlempe und dem eventuellen
Füllstoff den Wasseranteil darüber hinaus erhöhen, der überschießende Wasseranteil wird nämlich beim nachfolgenden
Verpressen des Gemisches wieder frei. Man gibt also vorteilhaft für den Herstellungsgang auf
<<> 100 Volumenteile Zement etwa 40 bis 80 Volumenteile
Wasser. Bei der Zementschlempe aus 25 I Zement und 10 bis 20 I Wasser fügt man 60 I der präparierten Späne
im Mischer zu. Außerdem gibt man als leichten Füllstoff
zur Verringerung des spezifischen Gesamtgewichts 20 I Perlit hinzu. Damit stellt sich beim Herstellungsgang ein
Mischungsverhältnis von etwa 60 VoL-% präparierter Holzspäne. 20 Vol.-% Füllstoff und 20 Vol.-% Zementschlempe
ein. Man mischt die Komponenten für den Herstellungsgang ausreichend lange durch, um ein
gleichmäßiges Gemisch zur Auslegung einer Matte für die Plattenherstellung beispielsweise oder zum Ausfüllen
von Formen für bestimmte Formlinge zu erhalten.
Die Formteile können mehr oder weniger stark verpreß! werden, je nach dem, ob man Lufteinschlüssc
wünscht oder nicht. Auch darin unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr wesentlich von den
bekannten Verfahren, bei denen auf eine sehr starke Verpressung geachtet werden muß. damit eine sichere
Bindung des Zementes zwischen den Holzspänen hindurch erlangt wird. Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist es nicht erforderlich, die präparierten Holzspäne beim Herstellungsgang voll und ganz mit
Zement zu ummanteln, da sie bereiu eine Silicat-Zcmentkapsel
besitzen, über die die Zementbindung im Herstellungsgang erfolgen kann.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung zementgebundener Holzspanplatten und -bauelemente, bei dem in
einem Aufbereitungsgang Holzspäne mit Wasserglas präpariert und in einem weiteren Herstellungsgang
die präparierten Holzspäne mit Zement gebunden, zu Formteilen verpreßt und ausgehärtet
werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufbereitungsgang die Holzspäne nur mit dem
Wasserglas benutzt und durch Einstäuben von Zement getrocknet sowie eingekapselt werden und
beim Herstellungsgang die eingekapselten Holzspäne in eine Zementschlempe gegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufbereitungsgang zunächst die
Holzspäne mit dem Wasserglas zu einem erdfeuchten Gemisch vermengt werden und dann erst der
Zement kontinuierlich diesem Gemisch beigegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der Komponenten
im Aufbereitungsgang etwa 87 Vol.-°/o Holzspäne, 8 Vol.-% Wasserglas und 5 Vol.-%
Zement beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Holzspäne und das
Wasserglas zusammen in einen Mischer gegeben und vor der Zugabe des Zements etwa 10 Minuten
gemischt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement dem
Gemisch aus Holzspänen und Wasserglas über einen Zeitraum von etwa 5 min zugegeben wird,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die präparierten
Holzspäne vor dem Herstellungsgang bis zum teilweise oder völligen Abbinden des Zements
gelagert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der präparierten
Holzspäne über eine Zeitdauer von 3 bis 8 Tagen erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Herstellungsgang
neben den präparierten Holzspänen ein Füllstoff, wie Perlit, mit in die Zementschlempe
gegeben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis
der Zementschlempe für den Herstellungsgang etwa 100 Volumenteile Zement und 40 bis 80 VoIumcntcilc
Wasser beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis beim Herstellungsgang
etwa 60 Vol.-% präparierte Holzspäne, 20 Vol.-% Füllstoff und 20 Vol.-% Zcmentschlcmpc
beträgt.
Priority Applications (5)
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