DE3330124A1

DE3330124A1 - Verfahren zur herstellung von mineralisch gebundenen holzwerkstoffen unter verwendung eines latent hydraulischen bindemittels

Info

Publication number: DE3330124A1
Application number: DE3330124A
Authority: DE
Inventors: Maruli H. Dr. 2057 Reinbek Simatupang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-20
Filing date: 1983-08-20
Publication date: 1985-03-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mineralisch gebundenen Holzwerkstoffen, wie Spanplatten oder Faserplatten oder Formteile, die ein latent hydraulisches Bindemittel enthalten und unter Einfluß von Druck und Wärme innerhalb von Minuten erhärten.

Latent hydraulische Bindemittel sind natürlich vorkommende oder künstlich erzeugte Puzzolane, die mit Hilfe eines alkalischen Anregers urfd Wasser zu wasserunlöslichen Silikaten hydratisieren . Als alkalischer Anreger dient in den meisten Fällen entweder Kalkwasser oder Portlandzement, der bei der Hydratisierung Calciumhydroxid freisetzt. Jedoch sind lange Erhärtungszeiten erforderlich, so daß die Herstellung von Holzwerkstoffen unter Verwendung von latent hydraulischen Bindemitteln nicht auf ähnliche Weise geschehen kann wie die Herstellung von Holzspanplatten.

Bekannterweise werden bei der Herstellung von Holzspanplatten getrocknete Holzspäne bestimmter Dimensionen mit einem Kunstharz vermischt, auf Flachformen gestreut und anschließend unter Einfluß von Druck und Wärme zu plattenförmigen Werkstoffen verpreßt. Auch die Herstellung von Faserplatten nach dem Halbtrockenoder Trocken-Verfahren geschieht auf fast ähnliche Weise.

Die Erfindung ermöglicht es nun, Holzwerkstoffe wie Holzspanplatten oder Holzfaserplatten oder Formteile mit einem latent hydraulischen Bindemittel zu erzeugen, wobei die bereits bekannten Holzspanplattenanlagen und Holzfaserplattenanlagen nach einer geringfügigen Änderung der Mischvorrichtungen verwendet werden können.

Latent hydraulische Bindemittel wie Traß, Flugstaub, fein gemahlene Hochofenschlacke oder Silikastaub aus der Herstellung von Eisen-Silizium-Verbindungen stehen als Rohstoffe in ausreichenden Mengen und zu einem vertretbaren Preis zur Verfügung. Flugstaub und Silikastaub sind darüber hinaus Abfallstoffe, deren Beseitigung und Nutzbarmachung angestrebt wird. Somit ist das Verfahren auch umweltfreundlich.

Unter Einfluß von Wasser und in Gegenwart von Zusatzmitteln wird die Erhärtung der latent hydraulischen Bindemittel wie Traß, Flugstaub, feingemahlene Hochofensehlacke oder Silikastaub durch den alkalischen Anreger beschleunigt. Diese Erhärtungsreaktion wird durch eine Temperaturerhöhung stark beschleunigt. Sie läßt sich auf einfache Weise durch die Messung der Hydratationstemperatur und der elektrischen Leitfähigkeit verfolgen. Oberhalb von 110⁰C ist die Erhöhung der Erhärtungsgeschwindigkeit unbedeutend, weshalb in diesem Verfahren die Pressentemperatur vorzugsweise bei dieser Temperatur gehalten wird. Sie ist verhältnismäßig niedrig im Vergleich zu den üblichen Temperaturen bei der Herstellung von Holzspan- und Holzfaserplatten.

Niedrigere Temperaturen bedeuten einen geringeren Energiebedarf. Weiterhin ist die Gefahr von Mittenplatzern bei der Herstellung von Spanplatten geringer, weil niedrigere Temperaturen entsprechend niedrigere Partialdrücke innerhalb der Platte hervorrufen. Auch die Preßzeiten, berechnet pro mm Plattenstärke, können auf diese Weise verkürzt werden.

Das Verfahren zur Herstellung von mineralisch gebundenen Holzwerkstoffen erfordert der Erfindung entsprechend Holzspäne mit den gleichen Dimensionen, wie sie üblicherweise zur Herstellung von harzgebundenen Spanplatten verwendet werden. Im Gegensatz zu diesem üblichen Verfahren brauchen die Späne jedoch nicht getrocknet zu werden. Es ist sogar ein Vorteil, wenn die Holzspäne einen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, der über dem Fasersättigungspunkt liegt. Dieses Wasser wird bei dem Mischvorgang mit kristallwasserhaltigem Zusatzmittel wie Magnesiumsulfat oder Magnesiumchlorid teilweise dazu benützt, das Zusatzmittel in Lösung zu bringen.

BAD ORIGINAL COPY

Die Vorteile des der Erfindung entsprechenden Verfahrens lassen sich folgenderweise zusammenfassen:

1. Verwendung eines'anorganischen Bindemittels, das in ausreichender Menge zu einem vertretbaren Preis zur Verfügung ! steht. Es ist umweltfreundlich, weil Flugstaub und Silikastaub Abfallstoffe darstellen. i

2. Verwendung von geringeren Mengen an latent alkalischem Anreger.

3. Anwendung niedrigerer Pressentemperaturen, die energiegünstig sind und auch die Gefahr von Mittenplatzern verringern bei gleichzeitiger Verkürzung der Preßzeiten.

4. Verwendung von ungetrockneten Holzspänen.

5. Nach einer kleinen Änderung der Mischanlagen ist die Verwendung von bereits bestehenden Holzspan-und Faserplatten-Anlagen zur Herstellung von mineralisch gebundenen Spanplatten |

i möglich. j

i Beispiel:

1050 g ungetrocknete Fichtenspäne (Feuchtigkeitsgehalt 70 %,' bezogen auf atro Holz), die zur Herstellung der Mittelschicht von Holzspanplatten geeignet waren, wurden mit 334 g gepulvertes Bittersalz in einem Zwangsmischer während 3 Minuten vermischt. Anschließend dosierte man ein Gemisch aus 326 g Magnesia und 761 g Flugstaub hinzu und mischte nochmals 3 Minuten.

Die streufähige Mischung wurde gleichmäßig in einen Holzrahmen (44 χ 44 cm) gestreut und vorgepreßt (Druck ca. 0,004 N/mm²). Der Spänekuchen wurde anschließend zwischen zwei geölten Edelstahlblechen bei einem spezifischen Preßdruck von 1,6 N/mm² bei 110⁰C während 7 Minuten mit Hilfe von Distanzleisten zu einer 12 mm dicken Spanplatte verpreßt.

COPY

Nach einer 2-wöchigen Lagerung bei einem Normklima (Temp. 2O⁰C und rel. Feuchtigkeit 65%) zeigte die Versuchsplatte die folgenden technologischen Kenndaten auf: Rohdichte 1080 kg/m³ bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 %, Biegefestigkeit 12 N/mm², Querzugfestigkeit 0,7 N/mm². Die Quellung nach Wasserlagerung beträgt nach 2 h 2,5 % und nach 24 h 5,1 %. Wegen der grauen Farbe des Flugstaubes gleicht die Platte äußerlich einer zementgebundenen Spanplatte. Bei der Anwendung von heller, fein gemahlener Hochofenschlacke als Bindemittel ist die Platte weiß wie eine Gipsplatte.

Für eine Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezogene Druckschriften: DT: P 24 52 378 und DT: P 25 50 857.

Claims

Verfahren zur Herstellung von mineralisch gebundenen Holzwerkstoffen unter Verwendung eines latent hydraulischen Bindemittels Patentansprüche: Verfahren zur Herstellung von mineralisch gebundenen Holzspanplatten oder Holzfaserplatten oder Formteilen, bei denen Holzspäne oder Holzfasern mit einem anorganischen Bindemittel und Zusatzmitteln und in Formen gestreut und unter Einwirkung von Wärme und Druck zur Aushärtung gebracht werden. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß

1. das Bindemittel aus einem latent hydraulischen Bindemittel wie Traß, Flugstaub aus kohlebefeuerten Anlagen, fein gemahlene Hochofenschlacke, Silikastaub aus der Herstellung von Eisen-Silizium-Verbindungen und einem alkalischen Anreger besteht;

2. der alkalische Anreger sich nach der Zugabe von Wasser aus einem latent alkalischen Anreger wie kaustisch gebranntem

""-. Magnesit oder Magnesia oder halbgebranntem Dolomit oder Gemischen aus Magnesia oder halbgebranntem Dolomit bildet;

3. das Gewichtsverhältnis der latent hydraulischen Bindemittel wie Traß oder Flugstaub oder fein gemahlene Hochofenschlacke oder Silikastaub aus der Herstellung von Eisen-Silizium-Verbindungen oder Gemischer der erwähnten latent hydraulischen Bindemittel zu dem latent alkalischen Anreger, wie kaustisch gebrannter Magnesit oder Magnesia oder halbgebrannter Dolomit oder Gemische der beiden latent alkalischen Anreger, im Bereich von 4 Gewichtsteilen (GT) zu 1 GT bis 0,2 GT zu 1 GT, vorzugsweise zwischen 3 GT zu 1 GT und 0,3 -GT zu 1 GT, liegt;

4. ein Teil des hierzu benötigten Wasser, den zugegebenen feuchten oder nassen Holzspänen oder Holzfasern während des Mischvorgangs entzogen wird;

5. ein weiterer Teil des benötigten Wassers dem kristallwasserhaltigen Zusatzmittel Magnesiumsulfat, wie z.B. Kieserit oder Bittersalz, oder kristallwasserhaltigem Magnesiumchlorid oder Gemischen aus kristallwasserhaltigem "Magnesiumsulfat und Magnesiumchlorid während des Mischvorgangs entzogen wird;

6. das kristallwasserhaltige Magnesiumsulfat oder Magnesiumchlorid oder Gemische aus den beiden Magnesiumsalzen in Form eines Pulvers oder als feinkristalline Verbindung zugegeben wird,

7. der Mischyorgang folgenderweise stattfindet:

Vormischung der nassen Holzspäne oder Holzfasern mit kristallwasserhaltigem Magnesiumsulfat oder Magnesiumchlorid oder mit Gemischen der beiden Magnesiumsalze und anschließend Zugabe der latent alkalischen Anreger sowie der latent hydraulischen Bindemittel mit abschließender Nachmischung;

8. das Gemenge in Formen gestreut wird, wie sie üblicherweise bei der Herstellung von kunstharzgebundenen Holzspanplatten oder von Holzfaserplatten nach dem Halbtrocken- oder Trocken-Verfahren oder von Formkörpern verwendet werden, und anschließend unter Einwirkung von Druck und einer Presstemperatur, die im Bereich von knapp oberhalb des Wassersiedepunktes bis 120⁰C liegt, vorzugsweise bei 110⁰C, verpreßt wird.