DE3401237C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Zusammensetzungen oder Pappen, die als Bau­ material verwendet werden, dienen hauptsächlich als anorganische Baustoffe auf Zementbasis, bei denen kein Asbest zur Anwendung kommt.

Anorganische, gehärtete Zusammensetzungen, die Zement als Bindemittel und Asbest als Verstärkungsmittel ver­ wenden, werden vielfältig verwendet. Asbest findet des­ halb Anwendung, weil es den Verstärkungseffekt der an­ organischen Zusammensetzung wesentlich verbessert. As­ best ermöglicht es außerdem, die anorganische gehärtete Zusammensetzung durch Anwendung eines Schöpf-Sieb-Her­ stellungsverfahrens, wie z. B. des Hatschek-Systems, zu erhalten, das für die Massenherstellung geeignet ist. Bei diesem Verfahren werden die Schlamm enthaltenden Rohstoffe mit Hilfe einer Schöpfmaschine, z. B. mittels der Hatschek-Verarbeitungsmaschine, verarbeitet. Die Grundformation, die man durch einen solchen Prozeß er­ hält, wird ausgehärtet, um eine gehärtete anorganische Zusammensetzung zu erhalten. Dieser Herstellungsprozeß wird praktikabel, wenn der Feststoffanteil des Asbests 5 Gewichtsprozent übersteigt.

Die Verwendung von Asbest kann jedoch eine Umweltver­ schmutzung bewirken, und die fortgesetzte weitere Ver­ wendung von Asbest schafft ernsthafte Probleme hinsicht­ lich der öffentlichen Gesundheit.

Es ist bereits ein Plattenprodukt bekannt, das Hilfsfasern auf Cellulosebasis enthält (DE-OS 26 24 130). Bei diesem Plattenprodukt wird eine wäßrige Auf­ schlämmung aus einem anorganischen Zement und Cellulose-Fasern mit einem Mahlgrad von 20 bis 300°C gemäß Canadian Standard Freeness, was 40 bis 85 °SR entspricht, ausgehärtet und gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Füllstoff aus glasartigen Fasern versehen. Der Anteil an Cellulose-Fasern beträgt hierbei zwischen 5 und 8 Gewichtsprozent, was die Brennbarkeit der Plattenprodukte noch nicht ausschließt. Außerdem ist über die Länge der Cellulose-Fasern nichts ausgesagt, so daß auch sehr kleine Fasern mitumfaßt sind, die nicht mehr als Verstärkung für die Zusammensetzung dienen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine härtbare, asbestfreie Zusammensetzung zu schaffen, die nicht brennbar, sehr fest und für die Massen­ produktion geeignet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch den speziellen Gewichtsanteil und die spezielle Länge der Cellulose-Fasern der Schopper-Mahlgrad ohne Beeinträchtigung der Festigkeit der gehärteten Zu­ sammensetzung optimiert werden kann. Nach Durchführung zahlreicher Unter­ suchungen wurde gefunden, daß nicht-brennbare und äußerst feste gehärtete Zusammensetzungen in Massenproduktion hergestellt werden können, indem ein Verfahren verwendet wird, bei dem der Zellstoff durch Mahlen, ohne gekürzt zu werden, in Teilfäserchen ausgespalten wird, und zwar in Kombination mit unbehandeltem Zellstoff, der nicht fibrilliert, sondern nur mittels Desaggregation verarbeitet wird. Auf dem Ergebnis dieser Untersuchungen beruht die vorlie­ gende Erfindung. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäßen Produkte in einem einzigen Verfahren für die Herstellung anorganischer, gehärteter Zusammensetzungen verwirklicht werden. Bei diesem Verfahren wird Zellstoff von 177 µm Länge verwendet und einer Fibrillierung ausgesetzt, während er unter 10% Gewichtsanteil am gesamten Zellstoff ge­ halten wird, um einen Schopper-Mahlgrad von 70 °SR oder höher zu erzielen. Der auf diese Weise in dem Schlamm enthaltene Zellstoffbrei ist auf insgesamt 1 bis 5 Gewichtsprozenten des gesamten Feststoffinhalts des Schlamms oder Breis festgelegt.

Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.

Der Quellgrad und der Filtrationskoeffizient sind folgendermaßen definiert:

Filtrationskoeffizient: Koeffizient pro Einheit der Filtrationsfläche während der Filtration bei konstantem Druck

K = 2 V (dR/dv)
V: Volumen des Filtrats (cm³)
R: Filtrationszeit (Dauer) (sec)

Es wird ein 60-Maschendraht-Siebgewebe verwendet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jede Art von auf Wasser beruhendem Zement ohne spezielle Einschränkung verwendet werden. Beispielsweise kann Portlandzement oder Portland-Hochofenzement verwendet werden. Als Holzzell­ stoff wird vorzugsweise gebleichter oder ungebleichter Kraftzellstoff von Nadel- oder Laubbäumen verwendet. Altpapier, wie z. B. Sulfit-Papier oder Kraftpackpapier können, wenn sie in großer Menge verwendet werden, wegen den in ihnen enthaltenen Verunreinigungen eine unbe­ friedigende Ausfällung des Zements bewirken. Da jedoch die Faserlänge im allgemeinen kurz und der Schopper- Mahlgrad relativ groß ist, werden diese Papierarten oft verwendet, allerdings nur in kleiner Menge und zu­ sammen mit Asbest.

Derartiges Altpapier kann auch bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden, solange mehr als 60 Ge­ wichtsprozent des gesamten Anteils des Holzzellstoffs, der dieses Altpapier enthält, eine Faserlänge von 590 µm oder länger aufweist, wie bereits oben erwähnt wurde, und wenn sein Schopper-Mahlgrad innerhalb von 40-95 °SR liegt.

Um einen Mahlgrad von 40 °SR zu erzielen, stehen zwei Verfahren zur Verfügung: das Zellstoff-Schneiden und das Aufspalten in Teilfäserchen (Fibrillieren). Das Zellstoffschneiden bewirkt eine Verbesserung des Mahl­ grads, aber es ist nicht geeignet, die gehärtete Zement- Zusammensetzung zu verstärken. Auf der anderen Seite vergrößert das Fibrillieren des Zellstoffs den Mahl­ grad, während es gleichzeitig die gehärtete Zement- Zusammensetzung verstärkt. Das Fibrillieren muß jedoch gesteuert werden, andernfalls geht auch das Zellstoff- Schneiden weiter.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß der Zellstoff zwar fibrilliert wird, die Teilfäser­ chen jedoch, die in dem Zellstoff kurzgeschnitten wur­ den, begrenzt sind, so daß sie in der niedrigst mög­ lichen Konzentration vorliegen.

Bei einem bestimmten erfindungsgemäßen Verfahren wird Zellstoff von Nadelbäumen und/oder Laubbäumen verwendet. Der Schopper-Mahlgrad des Zellstoffs wird auf 70 °SR oder höher gebracht. Der Faseranteil mit einer Faserlänge von weniger als 177 µm beträgt weniger als 10 Gewichtsprozent des Gesamtbetrags des Zell­ stoffs.

Ein derartiger Zellstoff wird mit einem Betrag von 1-5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Gesamtbetrag des Breis (im folgenden nur noch als % bezeichnet), ver­ wendet. Wenn der Anteil des fibrillierten Zellstoffs weniger als 1% beträgt, selbst wenn das fein gekörnte anorganische Füllmittel, welches die Filtermöglich­ keit verringert, hinzugefügt wird, ist es unmöglich, den Filterkoeffizienten bis zu dem Punkt herabzusetzen, der eine Herstellung nach dem Hatschek-System gestattet. Wenn andererseits der fibrillierte Zellstoff 5% seines Anteils übersteigt, kann das Produkt nicht die Anfor­ derungen bezüglich der Nichtbrennbarkeit erfüllen, ob­ wohl die Herstellung durchführbar ist, wenn der Anteil der anderen organischen Verstärkungsfasern berück­ sichtigt wird. Der Schopper-Entwässerungsgrad des Nadel­ baum- oder Laubbaum-Zellstoffs liegt unter 40°SR, wenn er normal zerkleinert wird. Wenn ein derartiger Zell­ stoff mit einem Anteil von weniger als 5% verwendet wird, so ist eine Produktion nach dem Hatschek-Verfahren unmöglich, und zwar sogar bei einer kombinierten Ver­ wendung von feinkörnigem, anorganischen Füllmittel, das die Filterfähigkeit erniedrigt. Das bedeutet, daß wegen der außergewöhnlich guten Filterfähigkeit (d. h. die Drainage ist zu gut) die Zementkörner in das Filtrat schlüpfen. Somit ist es ein unerläßliches Erfordernis, bei der Erzeugung (z. B. durch Schöpf-Filtration) nicht- brennbarer gehärteter Zusammensetzungen, daß Zellstoff, der so zerkleinert ist, daß er einen 70°SR Schopper- Mahlgrad aufweist, in einer Menge von mehr als 1% vor­ handen ist.

Was die Faserlänge des fibrillierten Zellstoffs angeht, so wird die Zerkleinerung durch eine Mahlmaschine, z. B. die PFI-Mühle, die Einscheiben-Mühle oder die Doppel­ scheiben-Mühle durchgeführt, und gleichzeitig mit der Fibrillierung schreitet der Prozeß des Kürzerschneidens der Fasern fort.

Es ist notwendig, den Zellstoff zu zerkleinern, damit der Schopper-Entwässerungsgrad oder -mahlgrad vergrößert wird. Wenn jedoch zu stark zerkleinert wird, werden die Fasern in kurze Stücke geschnitten und können nicht mehr als Verstärkung für die härtende Zusammensetzung dienen. Beispielsweise zeigen Fasern von weniger als 177 µm Länge fast keinen Verstärkungseffekt mehr; sie sind lediglich in bezug auf die Vergrößerung des Schopper-Mahlgrads wirksam. Deshalb ist es wünschenswert, den Anteil dieser kurzen Fasern so gering wie möglich zu halten.

Wie oben erwähnt, wird bei der Erfindung ein Zellstoff mit einer Faserlänge von weniger als 177 µm in einem Anteil von weniger als 10% an der Gesamtmenge der ge­ samten Zellstoffmenge verwendet. Der Grund hierfür be­ steht darin, daß dann, wenn der Anteil dieses Zellstoffs den oben erwähnten Pegel übersteigt, das Wasserabsorp­ tionsverhältnis der gehärteten Zusammensetzung zunimmt, was in einer wesentlichen Verringerung der Festigkeit resultiert, wenn die Zusammensetzung Wasser absorbiert. Zu dem fibrillierten Zellstoff, der einen Schopper- Mahlgrad von über 70°SR, eine Länge von weniger als 177 µm hat und weniger als 10% der Gesamtmenge des Zell­ stoffs ausmacht, kann ein Zellstoff von weniger als 70°SR Schopper-Mahlgrad hinzugefügt werden (unbearbei­ teter Nadelbaum-Zellstoff, unbearbeiteter Laubbaum- Zellstoff, Altpapier etc.). Anders ausgedrückt: wenn das feinkörnige anorganische Füllmittel, das die Filter­ fähigkeit herabsetzt, hinzukommt, ist es nicht notwendig, nur den oben erwähnten fibrillierten Zellstoff zu ver­ wenden. Die anderen Zellstoffe mit einem Schopper- Mahlgrad von weniger als 70°SR können ebenfalls in Kombination verwendet werden, und zwar innerhalb des­ jenigen Bereichs, in dem der Filtrationskoeffizient des Breis auf weniger als 5 cm⁴/sec festgelegt werden kann.

Das Verhältnis für die kombinierte Verwendung von Zellstoff oberhalb 70°SR und unterhalb von 70°SR Schopper-Mahlgrad wird erfindungsgemäß auf 1 : 4-5 : 0 festgelegt. Wenn Festigkeit und Wirtschaftlichkeit berück­ sichtigt werden, ist 1 : 1-2 : 1 vorzuziehen. Bei anderen erfindungsgemäßen Verfahren wird Nadelbaum­ holz- oder Laubbaumholz-Zellstoff mit einem Schopper- Mahlgrad von 40-95°SR und einer Faserlänge von mehr als 590 µm verwendet, der mehr als 60% des gesamten Zellstoff- Anteils ausmacht. Die Konzentration solcher Zellstoffe, ausgedrückt als Prozentsatz am gesamten Feststoffanteil, beträgt 1-5 Gewichtsprozent (im folgenden als % abge­ kürzt).

Es werden außerdem Nadelbaum- oder Laubbaum-Zellstoffe verwendet, die nur mittels Desaggregation bearbeitet werden und die einen Schopper-Mahlgrad von weniger als 45°SR haben. Die Konzentration der letztgenannten Zell­ stoffe in Prozent des gesamten Feststoffanteils beträgt 0,5-1%. Anders ausgedrückt: wenn der oben erwähnte fibrillierten Zellstoff weniger als 1% der Kon­ zentration beträgt, so kann der Filterkoeffizient nicht auf einen Wert erniedrigt werden, der die Her­ stellung nach dem Hatschek-System ermöglicht, und zwar selbst dann nicht, wenn der Füllstoff, der die Filter­ fähigkeit herabsetzt, zusammen mit dem erwähnten Zell­ stoff verwendet wird. Selbst wenn der Filtrations­ koeffizient auf den Wert erniedrigt werden kann, der die Produktion mittels des Hatschek-Verfahrens ermög­ licht, wird der Anteil der Zementkörner, der mit dem Wasser durch die Maschen des Netzes des Zylinders ent­ weicht, groß, und es ist unmöglich, Produkte mit der erwarteten Qualität zu erhalten. Außerdem treten während des Herstellungsprozesses Probleme auf, z. B. das Verstopfen der Rohre. Auf der anderen Seite ist die Herstellung durchführbar, wenn die Konzentration des oben erwähnten fibrillierten Zellstoffs 5% übersteigt, aber das Produkt erfüllt dann nicht das Erfordernis der Nichtbrennbarkeit, wenn der Anteil der anderen verstär­ kenden organischen Fasern in Betracht gezogen wird.

Im Fall der kombinierten Verwendung von unbehandeltem Zellstoff mit einem Schopper-Mahlgrad von 40°SR oder weniger, ermöglicht es eine Konzentration von weniger als 0,5% immer noch, mit dem Prozeß des Schöpf-Sieb- Verfahren fortzufahren; es treten jedoch Schwierigkeiten während des nachfolgenden Verfahrensschrittes auf, d. h. bei der Dehydratisierung des Kuchens bis zum Filz, wenn die Wasserentzugsfähigkeit gering wird. Während des Aufrollens des Kuchens auf einer Herstellungswalze kann der überschüssig hohe Wasseranteil ein Festkleben an der Rollenoberfläche oder einen Fehler bei der Form­ haltung bewirken.

Wenn andererseits die Konzentration des unbehandelten Zellstoffs 1% übersteigt, nimmt der Filtrationskoeffi­ zient zu, was zu einer hohen Feststoffkonzentration im Filtrat führt, wodurch das Fließen des Zements auf ein sehr geringes Maß reduziert wird. Ein anderer Nach­ teil, der im Zusammenhang mit diesem Fall gefunden wur­ de, besteht darin, daß während des Preßformens des sauberen Blatts der Rückfederungseffekt beim Nachlassen des Drucks zunimmt und die erhaltenen Produkte alle ein niedriges spezifisches Gewicht haben. Wie oben be­ reits beschrieben, ist es für die Herstellung der faserverstärkten Zement-Platten nach dem Hatschek-System notwendig, den fibrillierten Zellstoff in einer Kon­ zentration von 1-5% zu verwenden. Mit fibrilliertem Zellstoff allein tritt jedoch der Nachteil auf, daß wegen der geringen Entwässerungsrate bis zum Filz, beim Herstellen, Rollen und Pressen, die Produkte nicht die notwendige Schwere besitzen, obwohl die Herstellung mittels Schöpf-Siebens möglich ist.

Bei der vorliegenden Erfindung, wo 0,5-1% des unbehan­ delten Zellstoffs enthalten sind (verglichen mit dem Verfahren, bei dem nur fibrillierter Zellstoff verwen­ det wird), wird die Entwässerung des Kuchens während der Herstellung mit größerer Effektivität durchgeführt. Dementsprechend erhält man Produkte mit hohem spezifi­ schem Gewicht, in denen die Zellstoff-Fasern und der Zement gleichmäßig und fest miteinander vermischt sind.

Der unbehandelte Zellstoff, der bei der Erfindung ver­ wendet wird, ist ein Nadelbaum-Zellstoff oder ein Laub­ baumzellstoff, der normal zerkleinert ist und einen Schopper-Mahlgrad von weniger als 40°SR hat. Wenn dieser unbehandelte Zellstoff alleine verwendet wird, ist das Hatschek-Verfahren unpraktisch, selbst wenn andere Materialien, wie z. B. das Füllmittel, hinzugefügt wer­ den. Das Ergebnis ist dasselbe, selbst wenn der An­ teil des vorherigen verwendeten unbehandelten Zellstoffs auf mehr als 0,5-1% erhöht wird, was dem Bereich ent­ spricht, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren ange­ wendet wird. Anders ausgedrückt: Die Filtrierbarkeit ist so groß, daß die Zementkörner in das Filtrat schlüpfen. Dies bewirkt nicht nur schlechtere physi­ kalische Eigenschaften, sondern ebenfalls undifferen­ zierte Flüssigkeitspegel. Eine Produktion, die einen Unterschied bezüglich der Flüssigkeitspegel erfordert, ist unter diesen Umständen nicht durchführbar. Nur wenn der Zellstoff, der stark bis zu 40-95°SR Schopper- Mahlgrade zerkleinert ist, in Verbindung mit dem un­ behandelten Zellstoff verwendet wird, kann das Hatschek- System hochdichte Produkte mit großer Wirksamkeit er­ zeugen.

Man erhält die Faserlänge des fibrillierten Zellstoffs, indem man ihn mit Schlagmaschinen, wie z. B. der PFI- Mühle, der Einscheiben-Mühle oder der Doppelscheiben- Mühle, schlägt. Zusammen mit der Fibrillierung geht das Kürzerschneiden der Fasern weiter. Es ist notwendig, den Zellstoff zu schlagen, um den Schopper-Mahlgrad zu erhöhen, aber bei zu starkem Schlagen werden die Fasern durch Schneiden verkürzt, wodurch der Verstärkungs­ effekt des Zellstoffs für die härtenden Produkte ver­ lorengeht. So zeigt z. B. der fibrillierte Zellstoff mit einer Faserlänge von weniger als 590 µm fast keinen Verstärkungseffekt mehr, sondern nur noch einen Anstieg des Schopper-Mahlgrads. Deshalb sollte man den Anteil dieses Kurzfaser-Zellstoffs so weit wie möglich be­ grenzen.

Der Grund, weshalb bei dieser Erfindung der Anteil des Zellstoffs mit einer Faserlänge von 590 µm oder länger auf über 60% des ganzen Zellstoffs festgelegt wird, be­ steht darin, daß dann, wenn dieser Zellstoffanteil unterhalb von 60% liegt, die Wasserabsorptionsrate der härtenden Zusammensetzung zunimmt und die Festigkeit der härtenden Zusammensetzung wegen der Wasserabsorp­ tion verringert wird.

Was die anorganischen Füllmittel betrifft, so werden solche verwendet, die einen Quellgrad von mehr als dem Dreifachen besitzen. Beispielsweise werden anor­ ganische Füllmittel verwendet, wie Sepiolith oder Bentonit, die einen hohen Quellgrad haben, wenn sie Wasser absorbieren. Wenn ein derartiges Füllmittel zu­ sammen mit dem erwähnten Zellstoff verwendet wird, wobei beide mit Zement und Wasser gemischt werden, kann der Filtrationskoeffizient des Breis oder Schlamms unter 5 cm⁴/sec verringert werden, was dem Bereich ent­ spricht, in dem man die Grundformation bei der Verwen­ dung des Hatschek-Systems erhält. Durch die kombinierte Verwendung des erwähnten fibrillierten Zellstoffs und des ausdehnungsfähigen anorganischen Füllmittels kann der Mahlgrad erniedrigt werden (d. h. das Fließen des Zements wird verbessert). Es ist nicht genau bekannt, warum der Mahlgrad erniedrigt und das Fließen des Zements erhöht wird. Man vermutet jedoch, daß der gequollene anorganische Füller mit den feinen Fasern des fibrillier­ ten Zellstoffs in einer zufriedenstellenden Weise ver­ schlungen ist, so daß beide eine vernetzte Struktur bil­ den, wenn sie filtriert werden. Der Grund, weshalb der Quellgrad des anorganischen Füllmittels auf das mehr als Dreifache festgelegt wird, ist dieser: Wenn das an­ organische Füllmittel mit einem Quellgrad von weniger als dem Dreifachen verwendet wird, zeigt sich kein großer Effekt bei der Erniedrigung des oben erwähnten Filtrationskoeffizienten. Ferner tritt dann, wenn der Anteil des anorganischen Füllers 5% übersteigt, die Möglichkeit der Festigkeitsverminderung auf (Erniedri­ gung der Festigkeit aufgrund Wasserabsorption).

Andere Füllmittel, die einen mehr als dreifachen Quellgrad haben und die bei der Erfindung verwendet werden, sind kristalline oder nicht-kristalline Silika mit einer mittleren Korngröße von weniger als 5 µm. Wenn ein solches Füllmittel zu dem oben erwähnten Zell­ stoff hinzugefügt und mit Zement und Wasser vermischt wird, wird der Filtrationskoeffizient des Breis oder Schlamms weiter vermindert, und der Brei kann nun für die Produkte verarbeitet werden. Das Füllmittel er­ möglicht es, einen Filtrationskoeffizienten in einem Bereich zu erhalten, der für die Produktion geeignet ist, selbst wenn das Schlagen des Zellstoffs begrenzt wurde. Hierdurch wird Leistung für das Zellstoff- Schlagen gespart und eine Produkt-Flexibilität erzielt. Die Zusammensetzung der Materialien kann nicht nur durch den Zellstoff verändert werden, sondern auch durch das Füllmittel, und zwar abhängig von der Verwen­ dung des Produkts. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß dann, wenn kristallines oder nicht-kristallines Silika von weniger als 5 µm Korngröße als Füllmittel verwendet wird, dieses mit Zement während des Aushärtens reagiert, wodurch das Produkt weiter gestärkt wird.

Als Verstärkungsfasern können zusätzlich zu dem Zell­ stoff anorganische Fasern wie Glasfasern, Kohlefasern, Stahlfasern, Wollastonit und organische Fasern wie Vinyl, Acryl und Polyäthylen verwendet werden.

Als organische Faser ist Vinyl zu bevorzugen, während als anorganische Faser Wollastonit bevorzugt wird. Unter den Vinyl-Fasern sind solche vorteilhaft, die teilweise uneben sind. Es ist allgemein bekannt, daß von den organischen Fasern die Vinylfasern wegen ihrer hydrophilen Gruppe diejenige mit der größten Wirkung bei der Kombination mit Zement ist und eine ausge­ zeichnete Verstärkung bewirkt. Die kombinierte Verwen­ dung dieser Faser mit dem fibrillierten Zellstoff und dem unbearbeiteten Zellstoff ergibt eine weitere Ver­ besserung der Festigkeit. Die vermuteten Gründe für den obigen Effekt sind die, daß das Vinyl, wenn es alleine verwendet wird, eine geringe Affinität zu Zement hat und dazu neigt, wegzurutschen. Wenn es je­ doch zusammen mit den erwähnten Zellstoffen verwendet wird, verschlingt es sich eng mit dem fibrillierten Zell­ stoff und mit dem unbehandelten Zellstoff, der das Weg­ rutschen verhindert. Wenn das verwendete Vinyl eine teilweise unebene Oberfläche aufweist, z. B. als Ergeb­ nis einer Wärmebehandlung während des Spinnens und nach dem Spinnen, wird die Neigung, nicht wegzurutschen, weiter verbessert.

Was die Vinylfasern betrifft, so sind eine Dicke von 5-50 µm und eine Länge von 3-10 mm die bevorzugten Bereiche. Der bevorzugte Anteil an Vinylfasern beträgt 0,3-2%. Wenn der Anteil 2% in dem normalen Breiproduk­ tionssystem übersteigt, wird es schwierig, eine homo­ gene Dispersion der Fasern zu erreichen, was einen Ver­ lust an Festigkeit zur Folge hat. Wenn andererseits der Anteil weniger als 3% beträgt, wird der Verstär­ kungseffekt ungenügend. Insbesondere im ungehärteten Zustand wird die Eigenschaft, die Form beizubehalten, mangelhaft.

Für Wollastonit ist zwar keine besondere Grenze für die Länge, Dicke und Form seiner Fasern vorgeschrieben, aber es ist natürlich wünschenswert, daß Wollastonit ein möglichst großes Flächenverhältnis hat. Der bevor­ zugte Anteil von Wollastonit bewegt sich zwischen 2-15%. Wenn der Anteil 15% übersteigt, wird der Ver­ stärkungseffekt selbst nicht erniedrigt, sondern das spezifische Gewicht der aushärtenden Zusammensetzung erniedrigt den Verstärkungseffekt als ganzes.

Der Brei wird durch Mischen der oben erwähnten Aus­ gangsmaterialien mit Wasser zubereitet. Die bevorzug­ te Konzentration des Feststoffanteils des Breis be­ trägt 4-15%, oder noch besser, 6-10%. Unterhalb 4% ist die Produktionseffizienz gering, was zu einer vermin­ derten Produktivität führt. Außerdem wird der Fest­ stoffanteil des Breis ausgeschieden, was dazu führt, daß es möglich ist, eine gehärtete Zusammensetzung zu erhalten. Wenn jedoch der Feststoffanteil des Breis über 15% liegt, wird die Dicke des bearbeiteten Kuchens ungleichmäßig, was es schwierig macht, eine homogene härtende Zusammensetzung zu erhalten.

Außerdem muß der Filtrationskoeffizient für den Schlamm auf unter 5 cm⁴/sec festgelegt werden, weil ein solcher Zahlenwert ein absolutes Erfordernis für die Einführung der Herstellung nach dem Hatschek-System ist.

Ein Brei mit der vorgenannten Zusammensetzung, der auf diese Weise erhalten wurde, wird mittels der Hatschek- Verarbeitungsmaschine verarbeitet und in Schichten aus­ einandergezogen, um die Grundformation mit der geeigneten Dicke zu bilden. Indem diese Grundformation ausgehärtet wird, erhält man eine härtende Zusammensetzung.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, daß mit der Erfindung eine sehr feste härtende Zusammen­ setzung in Massenproduktion hergestellt werden kann, und zwar sogar ohne Verwendung von Asbest. Da der An­ teil an Zellstoff niedrig ist und eine Fibrillierung bis zu einem hohen Grad durchgeführt wird, erhält man nicht nur eine nicht-brennbare Zusammensetzung, son­ dern auch eine niedrige Wasserabsorption, was in einer geringeren Reduzierung der Festigkeit bei Wasserabsorp­ tion resultiert.

Ferner verbessern die feinen Fasern, die sich bei der Fibrillierung ergeben, die Adhäsion zwischen den Schichten der verarbeiteten Produkte. Somit leistet die härtende Zusammensetzung auch einer Zerstörung durch Frost Widerstand.

Beispiele und Vergleiche

Im folgenden werden die Beschreibungen der Beispiele der vorliegenden Erfindung und der Beispiele für den Vergleich zusammen angegeben.

Die Beispiele 1-24 und die Vergleichsbeispiele 1-14 der anorganischen härtenden Zusammensetzung wurden aus Rohmaterialien hergestellt, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, wobei das Hatschek-System verwendet wurde, bei dem die Hatschek-Verarbeitungsmaschine eingesetzt wird. Die Ergebnisse des Tests, der anhand der Beispiele durchgeführt wurde, ist ebenfalls in der Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Beispiele und Vergleichsbeispiele

(Wenn der Zellstoff fibrilliert und geschnitten wird)

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Claims (12)

1. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung, die nach dem Hatschek-Verfahren aus einem Brei gewonnen wird, dessen Feststoffanteil eine Mischung aus ver­ gleichsweise geringen Mengen an Cellulose-Fasern und einem anorganischen Bindemittel, z. B. Zement, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Feststoffanteil des Breis 4 bis 15 Gewichtsprozent beträgt;
• - innerhalb dieses Feststoffanteils der Anteil der Cellulose-Fasern 1 bis 5 Ge­ wichtsprozent beträgt und
• - innerhalb des Anteils der Cellulose-Fasern diejenigen Fasern, die 177 µm oder weniger lang sind, nicht mehr als 10 Gewichtsprozent ausmachen.

2. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Feststoffanteil von 4 bis 15 Gewichtsprozent ein Füllstoff mit einem dreifachen Quellgrad enthalten ist.

3. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllstoff Sepiolith oder Bentonit ist, wobei der Anteil des Füllstoffs 1 bis 5 Gewichtsprozent des gesamten Feststoffanteils ausmacht.

4. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Cellulosefasern eine Länge von 590 µm oder mehr mit einem Schopper-Mahlgrad von 40 bis 95 °SR haben.

5. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Cellulose eine gebleichte oder ungebleichte Cellulose von Nadelbäumen und/oder Laubbäumen ist.

6. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich anorganische oder organische Verstärkungsfasern vor­ gesehen sind.

7. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungsfasern aus Wollastonit bestehen.

8. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungsfasern aus Vinyl bestehen.

9. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungsfasern aus Acryl bestehen.

10. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaser aus Vinyl oder Acryl be­ steht und eine Dicke von 5 bis 50 µm sowie eine Länge von 3 bis 10 mm hat.

11. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Cellulosefasern wenigstens fibrilliert sind.

12. Härtbare, asbestfreie Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungsfasern eine aufgerauhte Oberfläche besitzen.