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Feinkörniges geblähtes Granulat
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und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft ein feinkörniges
Granulat aus einem geblähten mineralischen Werkstoff, insbesondere als Zuschlagstoff
für Putzmörtel.
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Insbesondere zu Zwecken der Wärmedämmung werden geschäumte oder geblähte
Werkstoffe verschiedenster Art in zunehmendem Umfang eingesetzt, da der Wärmedämmung
eine zunehmende Bedeutung zukommt, insbesondere in der Bauindustrie. Die bisher
bekannten Isoliermaterialien erfordern die Ausbildung oder Anbringung besonderer
Dämmschichten, die wegen ihrer mangelnden mechanischen Stabilität und Wetterfestigkeit
keine anderen Funktionen übernehmen können. Es sind zwar Versuche gemacht worden,
wärmedämmende Putze zu entwickeln, die sowohl die Schutzfunktion eines normalen
Putzes als auch die Rolle einer Wärmedämmschicht übernehmen können, jedoch ist die
mit einem solchen Dämmputz erzielbare Wärmedämmung noch sehr gering. Dies liegt
daran, daß die bisher zur Verfügung stehenden Zuschlagstoffe, welche die hohen Dämmwerte
ersetzen sollen, entweder selbst keine sehr hohen Dämmwerte besitzen, wie beispielsweise
Ziegelsplitt,oder aber,wie beispielsweise Granulate aus geschäumten Eunststoffen,
keine ausreichende Festigkeit haben, um in so großen Mengen eingesetzt werden zu
können, wie es für eine gute Wärmedämmung erforderlich wäre.
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Es stehen zwar grundsätzlich geblähte mineralische Werkstoffe mit
hoher Festigkeit und geringem Warmeleitvermögen zur Verfügung, wie beispielsweise
Blähton oder auch Schaumglal3-Granulate, jedoch haben solche CrRnulnte e eirle Korngröße
von mehr als 5 mm und slnd daher als Zuschlagstoffe zu Putzmörtel ungeeignet, da
so grobe Zuschlagstoffe das
Aufbringen einwandfreier Putzschichten
nicht mehr zulassen. Hervorragende, wärmedämmende Eigenschaften hätte geblähtes
Perlit, jedoch hat geblähtes Perlit keine nennenswerte mechanische Festigkeit, sondern
zerfällt in kolloidalen Staub. Daraus läßt sich zwar ein grundsätzlich als Dämmstoff
geeignetes Granulat bilden, Jedoch hat ein solches Granulat eine Korngröße im Bereich
von 10 mm, so daß es wiederum als Zuschlag zu Putzmörtel völlig ungeeignet ist.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Granulat aus
einem geblähten mineralischen Werkstoff zu schaffen, das sowohl so feinkörnig ist
als auch eine solche mechanische Festigkeit aufweist, daß es als Zuschlagstoff für
Putzmörtel geeignet ist und dem Putzmörtel in solchen Mengen zugegeben werden kann,
daß sich dadurch Putz schichten mit hohen Dämmwerten erstellen lassen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Granulat gelöst, das
aus geblähtem Perlit besteht, dessen Teilchen mit einer Glasur versehen sind.
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Wie bereits oben erwähnt, ist Perlit ein blähfähiges Material. Das
Aufblähen findet durch Verdampfen des im Perlit gebundenen Wassers statt. Das Verdampfen
und Aufblähen tritt bei Temperaturen unter 10000 C statt, während das Perlit selbst
erst bei Temperaturen über 12000 C schmilzt. Infolgedessen wird beim Aufblähen die
Struktur des Perlits
zerstört, so daß das Perlit durch das Aufblätlen
seine mechanische Festigkeit verliert. Bei dem erfindungsgemäßen Granulat wird Jedoch
den aufgeblähten Perlit-Teilchen durch die Glasur eine hohe mechanische Festigkeit
erteilt, weil die Glasur schon vor Erreichen der Blähtemperatur schmilzt und daher
beim Aufblähen der Perlit-Teilchen in ihrer Struktur nicht zerstört, werden kann.
Vielmehr werden durch die beim Abkühlen erhärtete Glasur die Perlit-Teilchen fest
gebunden, so daß Teilchen entstehen, deren Festigkeit derjenigen von Sand vergleichbar
ist. Auch lassen sich aus entsprechend feinem Perlit Teilchen herstellen, die eine
mit Sand vergleichbare Korngröße haben. Dieses Granulat läßt sich wegen seiner hohen
Festigkeit wie Sand in Mörtel verwenden und in großen Mengen den hydraulischen Bindemitteln
beifügen, so daß aus dem erfindungsgemäßen Granulat ein Putz herstellbar ist, der
sehr hohe Dämmwerte aufweist und in vielen F-illen die Verwendung gesonderter Schichten
zur Wurrneisolierung entbehrlich macht.
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Grundsätzlich können die Teilchen des erfindungsgemäßen Granulats
mit Glasuren beliebiger Art versehen sein, sofern nur gewährleistet ist, daß die
die Glasur bildenden Werkstoffe bei einer Temperatur schmelzen, die niedriger liegt
als die Blähtemperatur des Perlit, damit das Glasur-Material beim Aufblähen nicht
ähnliche Zerstörungen erfährt wie das Perlit selbst. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Granulats besteht Jedoch die Glasur aus dem Reaktionsprodukt
einer Suspension von magmatischen Gesteinen oder Mineralien mit einer Korngröße
von weniger als 0,1 mm in einer konzentrierten Lösung von Phosphaten oder von Silikaten
und Boraten in Wasser.
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Eine solche Glasur ist in der DE-OS 23 56 524 beschrieben.
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Der besondere Vorteil der Anwendung einer solchen Glasur liegt in
den sehr geringen Kosten für die Ausgangsmaterialien, die zur Herstellung der Glasur
benötigt werden, und darin, daß keine besonderen Schritte zur Herstellung des Glasur-Materials
benötigt werden. .Ein weiterer Vorteil der Glasur besteht darin, daß in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung in der zu ihrer Herstellung dienenden Suspension als
magmatisches Mineral Perlit verwendet werden kann, so daß die Glasur die gleichen
Grundbestandteile enthält wie die Teilchen des Granulates selbst, wodurch eine besonders
innige Verbindung gewährleistet ist und außerdem Grundkörper und Glasur im wesentlichen
die gleichen physikalischen Eigenschaften haben, insbesondere eine weitgehende Ubereinstimmung
der Wärmeausdehnungskoeffizienten, was für die Beständigkeit und Rissefreiheit der
Glasur und damit der Festigkeit der Granulat-Teilchen von besonderer Bedeutung ist.
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Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Granulats zum Gegenstand. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das
körnige Perlit mit einem
Glasurmittel vermischt wird, das vor Erreichen
der Blähtemperatur des Perlits auf den einzelnen Perlit-Teilchen einen Film einer
glasigen Schmelze bildet, und dann die Teilchen unter ständiger Bewegung bis auf
die Blähtemperatur des Perlits erhitzt werden.
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Wie bereits oben erwähnt, wird der von-dem Glasurmittel gebildete
Film beim Aufblähen der Teilchen nicht zerstört, so daß er nach dem Erkalten der
Granulat-Teilchen deren Bestandteile fest bindet und dadurch den Teilchen die gewünschte,
hohe Festigkeit verleiht.
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Um die Filmbildung zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft,
als Glasurmittel eine Suspension eine Glasur bildender Teilchen zu verwenden und
in einer solchen Menge mit dem Perlit zu vermischen, daß die einzelnen Perlit-Teilchen
mit einem Film der Suspension beschichtet sind, bevor die Erhitzung auf die Blähtemperatur
des Perlits erfolgt. Durch Aufschlämmen der eine Glasur bildenden Teilchen in Form
einer Suspension und Vermischen der Suspension mit den Perlit-Teilchen wird gewährleistet,
daß das Glasurmittel die Oberflächen der Perlit-Teilchen gleichmäBig bedeckt und
nach dem Schmelzen einen gleichmäßigen Glaslsrfilm bildet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird als Glasurmittel eine Suspension von magmatischen Gesteinen oder Mineralien
in einer konzentrierten lösung von Phosphaten oder von Silikaten und Boraten
in
Wasser verwendet. Eine solche Suspension läßt sich auf einfache Weise herstellen.
Dabei können Ausgangsstoffe verwendet werden, die reichlich zu geringen Kosten-zur
Verfügung stehen. Dies ist für-die Herstellung eines Zuschlagmittels für Putzmörtel
von erheblicher Bedeutung, weil solche Zuschlagstoffe selbst keine groBen Kosten
verursachen dürfen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Suspension
verwendet, die als suspendierte Teilchen feinkörniges Perlit enthält. Während andere
Mineralien mechanisch zerkleinert werden müssen, um die zum Aufschlämmen in einer
Suspension erforderliche Feinheit zu haben, läßt sich in weiterer Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens das in der Suspension verwendete Perlit durch Zerreiben
von geblähtem Perlit herstellen. Da geblähtes Perlit schon bei geringster mechanischer
Belastung zu Staub zerfällt, dessen Teilchen eine kolloidale Größe haben, ist dieses
Perlit für die Suspension hervorragend geeignet und sehr leicht herstellbar.
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Um ein geblähtes Granulat mit der gewünschten kleinen Körnung zu erhalten,
wird zweckmäßig zur Herstellung des Granulats Perlit mit einer Korngröße von weniger
als 1 mm ein gesetzt. Besonders geeignet ist handelsübliches Perlit mit der Kornfraktion
von 0,1 bis 0,6 mm. Weiterhin ist es zweckmäßig, auf 1 kg Perlit 0,1 bis 0,2 1 Suspension
einzusetzen, um eine einwandfreie Beschichtung der einzelnen
Teilchen
mit der Glasur zu gewährleisten und demgemäß Teile hoher Festigkeit zu erhalten,
ohne daß die eingesetzte Suspensionsmenge unnötig groß ist.
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Wie oben erwähnt, ist das erfindungsgemäße Granulat insbesondere als
Zuschlagstoff für Mörtel, und zwar insbesondere für Putzmörtel zur Herstellung von
Dämmputzen, geeignet. Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung auch die Verwendung
des erfindungsgemäßen Granulats zu diesem Zweck.
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Wie oben erwähnt, ist ein zur Herstellung des erfindungsgemäßen Granulats
besonders geeignetes Glasurmittel-eine Suspension, die in der DE-OS 23 56 524 zur
Herstellung von Bindemitteln und verzügen auf körnigem Gesteinsmaterial beschrieben
ist. Die in der DE-OS 23 56 524 beschriebenen Einzelheiten über die Herstellung
und Anwendung dieses Glasurmittels werden hiermit zum Inhalt der Beschreibung des
erfindungsgemäßen Granulats und des Verfahrens zu dessen Herstellung gemacht.
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Anschließend wird die -Herstellung des erfindungsgemäßen Granulats
noch an einem besonderes AusführunsbeIsplei näher beschrieben und erläutert.
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Es wurde zunächst eine Lösung aus 10 Ges.. NA2SiO3. 5 H20 und 3,6
Gew .T. H3B03 in 10 Gew.T. Wasser hergestellt, indem zunächst das Natriummetasilikat
in das Wasser
eingerührt und dann unter Zugabe der Borsäure gänzlich
zur Lösung gebracht wurde. Diese Lösung wurde im Gewichtsverhältnis 1 : 1 mit geblähtem
Perlit vermischt, das beim Mischen in kolloidales Perlit zerfiel, so daß eine Suspension
des Per]tXs in der genannten Lösung entstand.
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Rohperlit mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,6 mm wurde mit der Suspension
im Verhältnis 1 kg Perlit zu 100 cm3 Suspension vermischt. Hierbei entstand ein
leicht angefeuchtetes Produkt, bei dem die einzelnen Teilchen des Rohperlit mit
einem Film der Suspension überzogen waren.
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Diese Mischung wurde in einem Drehrohrofen langsam bis auf etwa 10000
C erwärmt. Dabei entstand zunächst aus der Suspension ein trockener, fester Überzug,
der bei etwa 8000 C, also noch vor Erreichen der Blähtemperatur des Perlits, in
einen Film einer glasigen Schmelze überging. Nach dem Aufblähen der Perlit-'Peil.chen
wurde das erhaltene Granuist jbgeiüihlt, während die Bewegung bis zum Erstarren
der Schmelze fortgesetzt wurde.
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Es wurde auf diese Weise ein Granulat mit sandähnlichem Charakter
und einer Korngröße von maximal 3 mm erhalten.
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Die einzelnen Teilchen hatten auch eine Festigkeit, die der Festigkeit
von Sandkörnern vergleichbar war. Das Schüttgewicht des Granulats betrug etwa 0,2
g/cm³.
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Das erhaltene Granulat läßt sich wegen der sehr hohen Festigkeit seiner
Teilchen als ausschließlicher Zu;chlagstoff in Mörteln benutzen, die auch wegen
der geringen Korngröße als Putzmörtel geeignet sind. Damit hergestellte Putzschichten
lassen sich wegen der geringen Dichte des Granulats mit großen Schichtdicken aufbringen
und haben wegen des hohen Gehaltes an dem geblähten und daher schlecht wärmeleitenden
Material einen sehr hohen Dämmwert.
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Versuche mit größeren Mengen der Suspension haben keine erkennbare
Verbesserung der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Granulat erbracht,, Jedoch
wird die einzusetzende Menge des Glasurmitteis in erheblichem Maß von dessen Art
abhängen.