DE2742283A1

DE2742283A1 - Schaumton und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2742283A1
Application number: DE19772742283
Authority: DE
Inventors: Michel Beaumont
Original assignee: Tuileries Huguenot Fenal
Current assignee: Edilians SAS
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1978-03-23
Also published as: DE2742283C3; GB1582098A; BE858587A; DE2742283B2; FR2365536A1

Description

TUlLKRJbS HlK]UbNOT-FiCNAL, ^lj\ 'J\v Par^iiy-nur-oau! x, Frankreich

Schaumton und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich aui" eine Schaumtonzusammensetzung zum Brennen nach Trocknung zwecks Herstellung eines Erzeugnisses aus Terrakotta mit Zellenstruktur und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Erzeugnisses aus Terrakotta.

Die FR-I³S 2 O93 133 beschreibt eine Schaumtonzusammensetzung und zwei Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Terrakotta. Der Schaumton enthält Ton, Wasser, ein Schäummittel, kurze Glasfasern und ggf. ein Stabilisiermittel, das die Trocknung erleichtert, wie z. B. die Flugaschen eines Wärmekraftwerks. Das erste Herstellverfahren besteht darin, getrennt einen Tonschlamm mittels Durchmischens des zerkleinerten Tons mit Wasser und einen Schäummittelschaum herzustellen und dann den Tonschlamm in den Schaum unter heftigem Rühren einzuführen. Das zweite in der genannten PS beschriebene Verfahren besteht darin, das zerkleinerte Tonpulver, das Wasser und das Schäummittel zu vermischen und dann kräftig zu rühren.

562-(251-0I)-TF

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Um den so erzeugten Tonschaum zu stabilisieren, kann man als Stabilisiermittel Plugaschen verwenden. DieseiStabilisiermittel wird vorzugsweise in den Tonschlamm am Ende des Mlschens eingeführt.

Nach dem Trocknen und Brennen nach den für die herkömmliche Terrakotta angewandten gleichen Programmen können die erhaltenen Erzeugnisse als Wandelemente, als halbfeuerfeste Isolierelemente für Temperaturen ι
I.eichtgranulate verwendet werden.

Isolierelemente für Temperaturen unter 1000 °C und air;

Indessen befriedigen die nach der genannten FR-PS erhaltenen Erzeugnisse in der Hinsicht nicht, daß sie zu brüchig sind und daher zu einem starken Ausschußanteil im Lauf der Herstellung führen. Es wurde außerdem ein Mangel an Reproduzierbarkeit der Eigenschaften des Erzeugnisses aus Terrakotta festgestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaumtonzusammensetzung zum Brennen nach Trocknung zwecks Herstellung von Erzeugnissen aus Terrakotta zu entwickeln, die gegenüber Handhabungen widerstandsfähig sind und verbesserte mechanische und Isolationseigenschaften aufweisen, und ein Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses aus Zellenterrakotta durch Trocknen und Brennen aus dieser Schaumtonzusammensetzung anzugeben.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Schaumtonzusammensetzung Flugaschen von Wärmekraftwerken in größerer Gewichtsmenge als der Tonmenge enthält und dadurch nach dem Trocknen und Brennen das Erhalten von besonders vorteilhaften Terrakottaerzeugnissen mit Zellenstruktur ermöglicht.

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Die Flugaschen von Wärmekraftwerken haben als Haupteigenschaft die, wenig schmelzbare Stoffe zu enthalten und an Aluminiumoxid reich zu sein.

Man versteht, daß aufgrund der Tatsache, daß diese Zusammensetzung gewichtsmäßig mehr Flugaschen als Ton enthält, die Flugaschen eine völlig andere Rolle als die in der FR-PS 2 093 133 beschriebene spielen.

Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird, ist daher eine Schaumtonzusammensetzung aus Ton, Flugaschen von Wärmekraftwerken, wenigstens ein Schäummittel enthaltenden Zusätzen und Wasser zum Brennen nach Trocknung zwecks Herstellung eines Erzeugnisses aus Terrakotta mit Zellenstruktur, mit dem Kennzeichen, daß sie vor jedem anderen Zusatz aus 60 bis 70 Gew. % Flugaschen und 40 bis 30 Gew. # Ton besteht.

Außerdem kann zur Verbesserung des Zusammenhanges des Schaums vor dem Brennen eine geringe Menge Glasfasern von 0,1 bis 1 Gew. % bezüglich des Gesamtgewichts an Flugaschen und Ton zugesetzt werden.

Vorteilhaft verwendet man kurze Glasfasern, wie z. B. die Fasern "SILIONNS" von 13 mm Länge.

Ebenso kann man, um das Auftreten eines "AusblUhens" nach dem Brennen zu vermeiden, eine geringe Barytmenge von 0,1 bis 1 Gew. % bezüglich des Gesamtgewichts an Flugaschen und Ton zusetzen.

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Das besonders geeignete Schäummittel ist ein flüssiges anionisches Reinigungsmittel (z. B. "DOBANOL" von Shell und "ECCA" von Esso). Man eetzt davon 3 bis 7 Gew. % bezüglich des Gesamtgewichts an Flugaschen und Ton zu. Die Fachleute verstehen, daß die Schäummittelmenge in direkter Beziehung zur Dichte des Tonschaums steht, was eine leichte Steuerung der Eigenschaften des erhaltenen Erzeugnisses aus Terrakotta ermöglicht.

Der Tonschaum gemäß der Erfindung enthält H^lj bis 60 % Wasser bezüglich des Gesamtgewichts an Flugaschen und Ton.

Gegebenenfalls können dem Tonschaum gemäß der Erfindung die in der Ziegelstein-und Dachziegelindustrie bekannten Färbmittel zugesetzt werden, um den Erzeugnissen aus Terrakotta die gewünschte Farbgebung zu verleihen.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Herstellen von Terrakottaerzeugnissen mit Zellenstruktur durch Trocknen und Brennen einer Schaumtonzusammensetzung der vorstehend beschriebenen Art. Dieses Verfahren umfaßt vorzugsweise zwei Stufen.

In einer ersten Stufe dispergiert man in einem Behälter unter schwachem Rühren die gesamte Wassermenge, eine Teilmenge der Flugaschen, insbesondere ein bis zwei Drittel der Gesamtmenge dieses Bestandteils, und ggf. die gesamte Glasfaser- und Barytmenge und an letzter Stelle das Schäummittel.

In einer zweiten Stufe, die unverzüglich auf die erste folgt, wird das vorstehende Gemisch einem starken Rühren derart unterworfen, daß man einen verhältnismäßig reichlichen und

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stabilen Schaum erhält. Dann führt man unter weiterem starken Rühren die restliche Menge der Flugaschen und die gesamte Tonmenße ein. Vorzugsweise werden diese beiden Bestandteile abwechselnd in kleinen Mengen so eingeführt, daß der Schaum nicht zusammenfällt.

Nachdem alle Bestanteile vereinigt sind, beendet man das Rühren: der so erhaltene Tonschaum ist zur weiteren Verwendung bereit. Insbesondere kann dieser Tonschaum in Formen gegossen, getrocknet, entformt und zum 'Erhalten eines Terrakottaerzeugnisses mit Zellenstruktur gebrannt werden, das besonders vorteilhafte mechanische, Wärmeisolations- und Schallabsorptionseigenschaften aufweist. Die Trocknungsund Brennzeiten und -temperaturen sind den bei der Fertigung von Ziegelsteinen und Dachziegeln angewandten gleich.

Das so erhaltene Terrakottaerzeugnis kann anschließend nachgeschliffen und mit einem Silikonanstrich besprüht werden, um jeder Gefahr nachträglicher Feuchtigkeitsaufnahme vorzubeugen, die es bröckelig und somit für jede Verwendung ungeeignet machen könnte.

Die folgenden Beispiele, die keinen beschränkenden Charakter haben, sind zur Veranschaulichung zweier besonderer AusfUhrungsarten der Erfindung bestimmt.

Beispiel 1

Die Apparatur zur Herstellung des Tonschaums besteht hauptsächlich aus einem einen Rührer mit veränderlicher Drehzahl aufweisenden Behälter, über dem zwei Trichter angeordnet sind, von denen der eine die Flugaschen und der andere Ton enthält.

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Di" Schauf elb Latter des Rührers sind sog. "amerikanische Schaufelblätter" : sit: schleudern dn.s Erzeugnis zum Umfang des Behälters, ohne ργ> zu brechen. Andernfalls beut und η die f'iefahr einer Blättrigkeit wahrend des Gießens.

Der Rührer wird von einem Motor mit zwei Drehzahlen, nämlich einer /on etwa JCO U/min und der anderen von et v/a 400 U/min angetrieben.

Während d^r Kühret' mit niedriger Drehzahl Läuft, führt man in den Behälter die gesamte Wassernlenge, nämlich 410 1, und gleichzeitig 4 kg Glasfasern und 4 kg Baryt ein. Dann setzt man 21υ kg .·' Inguschen zu, die Y) /' der Gesamtmenge dieses Bestandteil:-) darr, teilen. Anschließend werden ¹Sj 1 Sr.häum.-mittel, in diesem Fall "DOBAiIOL 2ij.^S/l'Y" zugesetzt.

Nachdem das Schäummittel eingeführ-t ist, Läßt man den Rührer mit hoher· Drehzahl so lauf en,daß ein stabiler· und verhältnismäßig reichlicher Schaum gebildet wird. Dieses Ziel wird im vorliegenden FaIl nach 2 min 4^> sej Rotation erreicht. Man führt dann den Rest der Flugaschen, d. h. .5.51 kg, sowie 2?c)7 kg <jon in einem Mahlwerk des Typs "FOIU'LOC" mit ein .!in Sieb von 2 mm zerkleinertem Ton ein.

Praktisch werden diese beiden Bestandteile abwechselnd in kleinen Mengen eingeführt. Dies bewirkt das Auftreten eines Absetzens dieser· Stoffe in den Trichtern und folglich eine gleiche Absinkgeschwindigkeit für Jeden der beiden Stoffe im Lauf Ihrer 'einführung. Dieses Zusetzen dauert ebenfalls ? min 4^ see.

Man läßt dann den Rührer noch für 'J^lj see rotieren.

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Am -inde dieser Zeitdauer bringt man den Hührer 2um Stillstand: dpr so erhaltene Tonschaum ist zur Weiterverwendung bereit.

Dieser Tonachaum, denson Zusammensetzung in der Tabelle angegeben ist, weist «in Flugaschen-Ton-Gewichtsverhältnis von 63 : j53 auf.

Tabelle I

Bestandteile	Menge	kg	En % bezüglich des Gesamtge wichts von Flugaschen und Ton	i,
Flugaschen	346	kg		t>
Ton	297	kg	-	%
Wasser	410	Liter	48,6 ·	%
Schäummittel	33	kg	6,3 ■
Glasfasern	4	kg	0,47
Da ry t	4	0,47

Die verwendeten Flugaschen haben die folgende Gewichtszusammensetzung

30 bis 36 # 10 " 22 %

Siliziumdioxid Ferrioxid Aluminiumoxid

Kalk

Magnesiumoxid wasserfreie Pottasche wasserfreie Soda Schwefelsäureanhydrid Unverbranntes

24

	1	IT	2
	1	It	2
	1	Il
0	,3	Il	1
0	.2	Il	0
2	.6	Il	4

4.3 %

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Der so erhaltene Tonschaum weist eino Dichte von 0,8t) g/cm

Dieser Schaum wird in ^T<:isenformon gegossen, die an ihrem Boden perforiert und innen über ihren Umfang mit einem Wellpappeband ausgekleidet sind, das die 'intformung erleichtert und eine leichte Handhabung des entformton Erzeugnisses vor dem Brennen ermöglicht.

Das Trocknen erfolgt in zwei Stufen: ein Trocknen in feuchter Zone bei einer Temperatur von 2^ - ^O C während 24 h, worauf ein Trocknen in trockener Zone bei einer Temperatur von 6i? - 70 C während J>6 h folgt.

Nach dem Entformen wird das so getrocknete und noch immer von dem Wellpappeband umgebene Erzeugnis während ~*>6 h in einem Ziegelofen bei 9^0 ⁰C gebrannt. Das Brennen zerstört das Wellpappeband und fUhrt zu bestimmten physikalisch-chemischen Änderungen des Erzeugnisses: insbesondere findet man nach dem Brennen keine Spur von Glasfasern mehr.

Das so erhaltene Terrakottaerzeugnis mit Zellenstruktur hat eine Dichte von 0,5t> g/cm . es wird anschließend abgeschliffen und dann mit einer Silikonlösung besprüht, um eine spätere Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden.

Beispiel 2

Ein Tonschaum, dessen Zusammensetzung in der Tabelle II angegeben ist, wird entsprechend der Beschreibung im

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Beispiel 1 hergestellt.

TabeUe II	Bestandteile	Menge	In Gew. % bezüglich des Ge samtgewichts von Flugaschen und Ton
Plugaschen	546 kg	-
Ton	297 kg	-
Wasser	450 1	53,5 %
Schäummittel	40 1	4,7 %
Glasfasern	4 kg	0,47 %
Baryt	4 kg	0,47 %

In diesem Fall werden 340 kg Flugaschen, d. h. 62 % der Gesamtmenge an diesem Bestandteil, in der ersten Herstellstufe des Tonschaums eingeführt.

Der so erhaltene Tonschaum weist eine Dichte von 0,85 g/cnr auf. Nach dem Trocknen und Brennen hat das Terrakottaendprodukt eine Dichte von 0,57 g/cnr.

Die ausgehend von dem Tonschaum gemäß der Erfindung erhaltenen Terrakottaerzeugnisse· «weisen ein besonderes physikalisches GefUge auf: sie enthalten eine Anzahl von Mikrο-kanälen großer Komplexität. Dank dieses GefUges können solche Erzeugnisse wirksam die Töne sämtlicher Frequenzen absorbieren; der Sabine-Absorptionskoeffizient liegt nämlich über 0,85, wenn die Frequenz über 300 Hz ist.

Außerdem weisen diese Erzeugnisse eine Feuerbeständigkeit auf, die ihre Einordnung als feuerdämmend für eine Dauer von

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J5 h und als flammenabweisend für eine Dauer über 4 h zuläßt.

Weiter ist die Trockenwärmeleitfähigkeit dieser Erzeugnisse aus Terrakotta bei 20 ⁰C etwa 0,14 Watt/m/°C, was ihnen ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften verleiht.

Andererseits sind die erfindungsgemäß erhaltenen Terrakottaerzeugnisse nicht nur selbsttragende Materialien; denn sie halten Drücke von etwa 12 bar bei einer Dichte von 0,55 g/cm und von etwa 40 bar bei einer Dichte von 0,70 g/cnr aus.

Fachleute erkennen daraus die Vorteile, die die Zusammensetzungen, das Verfahren und die Erzeugnisse gemäß der Erfindung insbesondere für das Bauwesen und verwandte Gebiete mit sich bringen.

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Claims

Patentansprüche

\J Schaumtonzusammensetzung aus Ton, Flugaschen von Wärmekraftwerken, wenigstens ein Schäummittel enthaltenden Zusätzen und Wasser zum Brennen nach Trocknung zwecks Herstellung eines Erzeugnisses aus Terrakotta mit Zellenstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor jedem anderen Zusatz aus 60 bis 70 Gew. % Flugaschen und 40 bis 50 Gew, % Ton besteht.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäummittel ein flüssiges anionisches Reinigungsmittel ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß sie J> bis 7 Gew. % Schäummittel bezüglich des Gesamtgewichts von Flugaschen und Ton enthält.
4. Zusammensetzung nacn/Ansprüchel bis J>, dadurch gekennzeichnet,daß sie 45 bis 65 % Wasser bezüglich des Gesamtgewichts von Flugaschen und Ton enthält.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß sie zusätzlich 0,1 bis 1 Gew. % Glasfasern bezüglich des Gesamtgewichts von Flugaschen und Ton enthält.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern kurz sind.
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß sie zusätzlich 0,1 bis 1 Gew. % Baryt bezüglich des Gesamtgewichts von Flugaschen und Ton enthält.
8. Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses aus Terrakotta

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ORIGINAL INSPECTED

mit Zellenstruktur durch Trocknen und Brennen einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,daß es zwei aufeinanderfolgende Stufen umfaßt:

a) Man dispergiert in einem Behälter unter schwachem Rühren die gesamte Wassermenge, eine Teilmejrfnge der Flugaschen und die gesamte Schäummittelmenge,

b) man unterwirft das in der Stufe a) erhaltene Gemisch einem starken Rühren zum Erhalten eines reichlichen und stabilen Schaumes und führt dann unter weiterem starken Rühren die restliche Menge der Flugaschen und die gesamte Tonmenge ein,
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß man in der Stufe a) ein bis zwei Drittel der Gesamtmenge der Flugaschen dispergiert.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß

man während der Stufe a) die gesamte Glasfasermenge dispergiert.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

man außerdem in der Stufe a) die gesamte Barytmenge dispergiert.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet ,daß man in der Stufe b) 2 bis 4 Minuten unter starkem Rühren vermischt.
13· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß man in der Stufe b) abwechselnd kleine Mengen der Flugaschen und des Tons einführt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß man das erhaltene Produkt in perforierte, innen mit einem Wellpappeband ausgekleidete Metallformen gießt.

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15· Erzeugnisse aus Terrakotta mit Zellenstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt sind.
16. Erzeugnisse aus Terrakotta mit Zellenstruktur, dadurch gekennzeichnet,daß sie gemäß Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14 hergestellt sind.

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