DE3432722C1 - Feuerfestwerkstoff - Google Patents

Description

• Der Faserstoff wird abgefiltert, gewaschen und zusammen mit einem anorganischen Bindemittel z. B. im aus der Asbestzementfertigung bekannten Hatschekverfahren zu einem Bauteil verarbeitet Beispiel 2 20 GT Faserstoff, 1 GT wasserlösliches Mangan(II)salz (MnCl 2,MnSO 4 u. a) und 100 GT Wasser werden im Stofflöser aufgeschlossen, wobei sich das Salz an der Faseroberfläche abscheidet Der Faserstoff wird abgefiltert, gewaschen und in 100 GT Wasser -unter Zusatz der stöchiometrisch berechneten Menge eines Oxidationsmittels, z. B. Kaliumpermanganat -dispergiert. Als Reaktionsprodukt scheidet sich Mangan (lV)oxid an der Faseroberfläche ab. Der Faserstoff wird - wie oben angegeben - zu einem Baustoff weiterverarbeitet.
• Beispiel 3 20 GT Faserstoff werden in 100 GT Wasser zunächst unter Zusatz von 0,5 GT Kaliumpermanganat aufgeschlossen und anschließend - bezogen auf Kaliumpermanganat - die stöchiometrisch berechnete Menge Mangan(l l)salz hinzugegeben. Infolge chemischer Umsetzung (Komproportionierung) scheidet sich an der Faseroberfläche Mangan(lV)oxid ab. Die Weiterverarbeitung des Faserstoffes erfolgt wie oben.
• Beispiel 4 20 GT Faserstoff werden in 100 GT Wasser - unter Zusatz von 0,1 Gewichtsteilen Chromaten und/oder Dichromaten in Form ihrer Ammonium- bzw. Alkalisalze aufgeschlossen, abgefiltert, gewaschen und, wie oben angegeben, zu einem Baustoff weiterverarbeitet.
• Beispiel 5 An Stelle natürlicher organischer Faserstoffe werden für die Herstellung der faserbewehrten Bauteile Synthesefaserstoffe (z. B. Polypropylen-, Polyethylen-, Polyacrylnitrilfasern) verwendet, die Mangan(IV)oxid oder Chromate enthalten.
• Beispiel 6 Entsprechend Beispiel 1 bis 4 behandelte, anschließend getrocknete Holzspäne werden zusammen mit einem Kunstharz und/oder anorganischen Bindemittel zur Herstellung von Holzspanplatten verwendet.
• Beispiel 7 Entsprechend Beispiel 1 bis 4 behandelte, anschließend getrocknete Holzwolle, Hobelspäne und/oder andere cellulosehaltige Materialien, darunter auch Pflanzenfasern verschiedener Herkunft und unterschiedlichen Aufbereitungsgrades, werden in üblicher Weise im Naß-, Halbtrocken- oder Trockenverfahren zu Faserplatten verarbeitet.
• Verglichen mit den bekannten weisen die erfindungsgemäßen Werkstoffe eine höhere Brandfestigkeit bei zugleich um den Faktor 2 bis 3 niedrigerem Anteil toxischer Rauchgase sowie höhere Biegezugfestigkeit und geringer Wasseraufnahme auf.
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Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Flammfester Werkstoff, insbesondere Bauteil aus natürlichen und/oder synthetischen organischen Fasern, Mangan(lV)oxid sowie gegebenenfalls Bindemitteln, insbesondere hydraulischen Bindemitteln und gegebenenfalls Füllstoffen, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t, daß in/oder an den Faserstoffen Sauerstoffverbindungen des Mangans beziehungsweise des Chroms die bei Brandeinwirkung auf den faserbewehrten Werkstoff durch Sauerstoffabgabe und -übertragung die Verkohlung der Bewehrungsfasern katalysieren, eingesetzt sind.
2. 2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sauerstoffverbindungen solche des Mangans(lV) bzw. Chroms(VI), die in/an den Faserstoffen vor, während und/oder nach der Herstellung des faserbewehrten Werkstoffes durch chemische Umsetzungsreaktion erzeugt werden, eingesetzt sind.

   Gegenstand der Erfindung sind Werkstoffe aus organischen Faserstoffen - mit oder ohne Bindemittel -, die sich gegenüber den bisher bekannten durch besseres Verhalten im Brandfall auszeichnen. Baustoffe aus organischen Fasern und vor allem Zement als Bindemittel haben unter dem Oberbegriff Faserzement in letzter Zeit als Substitutionswerkstoff für Asbestzement steigende Bedeutung erlangt. Hierbei werden als Faserstoffe zur Bewehrung des Zementsteins natürliche und synthetische organische Fasern, wie Cellulosefasern, Zellstoffe, Polyacrylnitrilfasern und anderes mehr, verwendet. Diese Fasern besitzen gegenüber Asbest und anderen anorganischen Faserstoffen den Nachteil, infolge ihrer Brennbarkeit das Brandverhalten des daraus hergestellten Bauteils insgesamt negativ zu beeinflussen. Zum einen wird die Faser zerstört, so daß das Bauteil an mechanischer Festigkeit verliert. Zum anderen entstehen bei der Verschwelung der Fasern giftige Gase, vor allem Kohlenmonoxid, wodurch eine zusätzliche Gefährdung von Personen im Brandfall hervorgerufen werden kann. Die genannten Nachteile wirken sich vor allem dann aus, wenn ein besonders hoher Faseranteil gewählt werden muß, um besondere mechanische und physikalische Eigenschaften des Bauteils zu erzielen. Solche Bauteile entsprechen dann häufig nicht mehr den Brandschutzanforderungen, soweit diese in einschlägigen Normen (z. B. DIN 4102) und bauaufsichtlichen Bestimmungen geregelt sind. Erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe war es deshalb, die für die Herstellung solcher Werkstoffe verwendeten Fasern so auszubilden, daß die o. g. Nachteile beseitigt werden. Der Zusatz von Sauerstoffverbindungen des Mangans, wie z. B. Mangandioxid, zu zementgebundenen Werkstoffen ist aus DE-PS 1 82 283, DE-PS 232449 und DE-PS 3 91 726 bekannt. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um mit organischen Fasern armierte Werkstoffe, so daß die Zusätze auch nicht darauf abzielen, die Brandfestigkeit der Werkstoffe zu erhöhen. Zum Stand der Technik ist von DE-PS 3231 500 auszugehen, in der erfindungsgemäß ein Zusatz von Manganoxid mit einem Anteil von 20 bis 70 Prozent zu zementgebundenen Holzspanplatten vorgeschlagen wird, um die Brandfestigkeit des Werkstoffes zu erhöhen. Abgesehen davon, daß diesem Patent nicht eindeutig zu entnehmen ist, welches Manganoxid, das des zwei- oder des vierwertigen Mangans, hinzugesetzt werden soll, besitzt der Vorschlag den Nachteil, daß der Zusatz zur Zementmischung in einem beträchtlichen Anteil erfolgt. Erfahrungsgemäß sind hiermit erhebliche Festigkeitsminderungen des Zementssteins verbunden.

   Demgegenüber weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, daß mit wirtschaftlichem und technischem Nutzen auch solche Fasern flammfest behandelt werden können, die - anders als nach dem in DE-PS 32 500 vorgesehenen Verfahren möglich - hauptsächlich im Naß- oder Halbtrockenverfahren für die Herstellung von faserverstärkten Werkstoffen mit oder ohne Bindemittel, so auch von Faserplatten, verwendet werden.

   Ferner können auch synthetische Fasern mit den vorgeschlagenen Zusätzen hergestellt und dann als primär brandfest ausgerüstete Faserarmierung für die Herstellung von Ersatzwerkstoffen für Asbestzement im sogenannten Hatschekverfahren erfolgreich verwendet werden. Diese, aber auch z.B. mit den vorgeschlagenen Flammschutzmitteln imprägnierte Holz-, Zellstoff- oder Cellulosefasern können auch Zementmischungen -wegen des geringen Flammschutzmittelgehaltes - ohne negative Festigkeitsauswirkung auf den Zementstein hinzugesetzt werden.

   Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs ange,gebenen Merkmalen gelöst.

   Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus dem Merkmal des Unteranspruchs hervor.

   Für die Ausführung der Erfindung werden folgende Beispiele gegeben.

   Beispiel 1 20 GT organischer Faserstoff, wie Sulfatzellstoff, Eukalyptusfaser u.ä., werden in einer wässerigen Lösung von Kaliumpermanganat, 1 GT Kaliumpermanganat auf 100 GT Wasser, in einem Zellstofflöser dispergiert Hierbei zieht Kaliumpermanganat unmittelbar auf die Faser auf. Der auf diese Weise imprägnierte Faserstoff wird abgefiltert und in 100 GT Wasser unter Zusatz eines Reduktionsmittels, wie Ammoniumoxalat, Wasserstoffperoxid*pder Eisen(II)salz, dispergiert, wobei die Gewichtsmenge des hinzugegebenen Reduktionsmittels der zur Reduktion von Kaliumpermanganat zum Mangan(IV)oxid erforderlichen, stöchiometrisch berechneten Menge entspricht. Aufgrund der chemischen Reaktion bildet sich nunmehr an der Faseroberfläche das eigentlich wirksame Flammschutzmittel, Mangan(IV)oxid.