DE2742283B2

DE2742283B2 - Schaumtonmischung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2742283B2
Application number: DE2742283A
Authority: DE
Inventors: Michel Pargny-Sur-Saulx Beaumont (Frankreich)
Original assignee: Tuileries Huguenot Fenal
Current assignee: Edilians SAS
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2742283A1; FR2365536A1; GB1582098A; DE2742283C3; BE858587A

Description

Außerdem kann zur Verbesserung des Zusammenhangs 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. Fasern von 13 mm Länge.

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

Das besonders geeignete Schäummittel ist ein flüssiges anionisches Reinigungsmittel. Man setzt 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 45 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 einer Schaumtonmischung 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 gegebenenfalls die gesamte Glasfaserund 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 stabilen Schaum erhält. Dann führt man unter weiterem starken Rühren die restliche

ίο Menge der Flugaschen und die gesamte Tonmenge ein. Vorzugsweise werden diese beiden Bestandteile abwechselnd in kleinen Mengen so eingeführt, daß der Schaum nicht zusammenfällt.
Nachdem alle Bestandteile vereinigt sind, beendet

Ii 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 Trocknungs- und Brennzeiten und -temperaturen sind den bei der Fertigung von Ziegelsteinen und Dachziegeln angewandten gleich.

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

to könnte.

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

Beispiel 1

Die Apparatur zur Herstellung lies 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.

Die Schaufelblätter des Rührers sind sogenannte »amerikanische Schaufelblätter«: sie schleudern das Erzeugnis zum Umfang des Behälters, ohne es zu brechen. Andernfalls bestünde die Gefahr einer Blättrigkeit während des Gießens.

Der Rührer wird von einem Motor mit zwei Drehzahlen, nämlich einer von etwa 200 U/min und der anderen von etwa 400 U/min angetrieben.

Während der Rührer mit niedriger Drehzahl läuft, führt man in den Behälter die gesamte Wassermenge, nämlich 4101, und gleichzeitig 4 kg Glasfasern und 4 kg Baryt ein. Dann setzt man 215 kg Flugasche zu, die 39% der Gesamtmenge dieses Bestandteils darstellen. Anschließend werden 55 1 Schäummittel zugesetzt.

Nachdem das Schäummittel eingeführt ist, läßt man den Rührer mit hoher Drehzahl so laufen, daß ein stabiler und verhältnismäßig reichlicher Schaum gebildet wird. Dieses Ziel wird im vorliegenden Fall nach 2 min 45 see Rotation erreicht. Man führt dann den Rest der Flugaschen, d. h. 331 kg, sowie 297 kg von in einem Mahlwerk mit einem 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 2 min 45 see.
Man läßt dann den Rührer noch für 75 see rotieren.

Am Ende dieser Zeitdauer bringt man den Rührer zum Stillstand: der so erhaltene Tonschaum ist zur Weiterverwendung bereit.

Dieser Tonschaum, dessen Zusammensetzung in der ί^γ> Tabelle 1 angegeben ist, weist ein Flugaschen-Ton-Gewichtsverhältnis von 65 :35 auf.

Tabelle I	Menge	In % bezüglich des
■")() Bestandteile		Gesamtgewichts von
		Flugaschen und Ton
	546 kg
^r)j Flugaschen	297 kg	-
Ton	410 kg	48,6%
Wasser	55 Liter	6,5%
Schäummittel	4 kg	0,47%
Glasfasern	4 kg	0,47%
bo Baryt

Die verwendeten Flugaschen haben die folgende Gewichtszusammensetzung

Siliziumdioxid	50 bis 56%
Ferrioxid	10 bis 22%
Aluminiumoxid	24 bis 29%
Kalk	1 bis 2%

Magnesiumoxid
Wasserfreie Pottasche
Wasserfreie Soda
Schwefelsäureanhydrid
Unverbranntes

Der so erhaltene Tonschaum weist eine Dichte von 0,85 g/cm³ auf.

Dieser Schaum wird in Eisenformen gegossen, die an ihrem Coden perforiert und innen über ihren Umfang mit einem Wellpappeband ausgekleidet sind, das die Entformung erleichtert und eine leichte Handhabung des entformten Erzeugnisses vor dem Brennen ermöglicht.

Das Trocknen erfolgt in zwei Stufen: ein Trocknen in feuchter Zone bei einer Temperatur von 25—30⁰C während 24 h, worauf ein Trocknen in trockener Zone bei einer Temperatur von 65—70° C während 36 h folgt.

bis 2% Nach dem Entformen wird das so getrocknete und

bis 3% noch immer von dem Wellpappeband umgebene 0,3 bis 1 % Erzeugnis während 36 h in einem Ziegelofen bei 950⁰C

bis 0,4% gebrannt Das Brennen zerstört das Wellpappeband und 2,6 bis 4,5% 5 führt zu bestimmten physikalisch-chemischen Änderungen des Erzeugnisses: insbesondere findet man nach dem Brennen keine Spur von Glasfasern mehr.

Das so erhaltene Terrakottaerzeugnis mit Zellstruktur hat eine Dichte von 0,55 g/cm³. Es wird anschließend abgeschliffen und dann mit einer Silikonlösiing besprüht, um eine spätere Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden.

Beispiel 2

Ein Tonschaum, dessen Zusammensetzung in der Tabelle II angegeben ist, wird entsprechend der Beschreibung im Beispiel 1 hergestellt.

Tabelle II	Menge	In Gew.-% bezüglich
Bestandteile		des Gesamtgewichts
		von Flugaschen und
		Ton
	546 kg	—
Flugaschen	297 kg	—
Ton	4501	53,5%
Wasser	401	4,7%
Schäummittel	4 kg	0,47%
Glasfasern	4 kg	0,47%
Baryt

In diesem Fall werden 340kg 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/cm³ auf. Nach dem Trocknen und Brennen hat das Terrakottaendprodukt eine Dichte von 0,57 g/cm³.

Die ausgehend von dem Tonschaum gemäß der Erfindung erhaltenen Terrakottaerzeugnisse weisen ein besonderes physikalisches Gefüge auf: sie enthalten eine Anzahl von Mikrokanälen großer Komplexität. Dank dieses Gefüges 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 3 h und als flammenabweisend für eine Dauer über 4 h zuläßt.

Weiter ist die Trockenwärmeleitfähigkeit dieser Erzeugnisse aus Terrakotta bei 20⁰C 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/cm³ und von etwa 40 bar bei einer Dichte von 0,70 g/cm³ 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.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaumtonmischunf aus Ton, Flugaschen von Wärmekraftwerken, wenigstens ein Schäummittel enthaltenden Zusätzen und Wasser zwecks Herstellung eines getrockneten und gebrannten Erzeugnisses aus Terrakotta mit Zellenstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor jedem anderen Zusatz aus 60 bis 70 Gew.-% Flugaschen und 40 bis 30 Gew.-% Ton besteht

2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäummittel ein flüssiges anionisches Reinigungsmittel ist

3. Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß sie 3 bis 7 Gew.-°/o Schäummittel, bezüglich des Gesamtgewichts von Flugaschen un>i Ton enthält

4. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 45 bis 65% Wasser bezüglich des Gesamtgewichts von Flugaschen und Ton enthält.

5. Mischung 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. Mischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie kurze Glasfasern enthält.

7. Mischung 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 einer Schaumtonmischung 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 Teilmenge 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

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaumtonmischung zum Trocknen und Brennen zwecks Herstellung eines Erzeugnisses aus Terrakotta mit Zellenstruktur und ein Verfahren zum Herstellen einer Schaumtonmischung.

Die FR-PS 20 93 133 beschreibt eine Schaumtonzusammensetzung und zwei Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Terrakotta. Der Schaumton enthält Ton, Wasser, ein Schäummittel, kurze Glasfa-

K) sern und gegebenenfalls ein Stabilisiermittel, das die Trocknung erleichtert wie z. B. die Flugaschen eines Wärmekraftwerks. Das erste Herstellungsverfahren besteht darin, getrennt einen Tonschlamm mittels Durchmischens des zerkleinerten Tons mit Wasser und

r, 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.

Um den so erzeugten Tonschaum zu stabilisieren, kann man als Stabilisiermittel Flugaschen verwenden. Dieses Stabilisierungsmittel wird vorzugsweise in den Tonschlamm am Ende des Mischens eingeführt.

2^r> 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 unter 1000⁰C und als Leichtgranulate

»ι verwendet werden.

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

Γι 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

4^r> Schaumtonzusammensetzung anzugeben.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Schaumtonzusammensetzung Flugaschen von Wärmekraftwerken in größerer Gewichtsmenge als der Tonmenge enthält und dadurch

w nach dem Trocknen und Brennen das Erhalten von besonders vorteilhaften Terrakottaerzeugnissen mit Zellenstruktur ermöglicht

Die Flugaschen von Wärmekraftwerken haben als Haupteigenschaft die, wenig schmelzbare Stoffe zu

Yi 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 20 93 133 beschriebene spielen.

Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird, ist daher eine Schaumtonmischung aus Ton, Flugaschen von Wärmekraftwerken, wenigstens ein Schäummittel enthaltenden Zusätzen und Wasser zum Trocknen und Brennen zwecks Herstellung

b5 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.