DE3912251A1 - Schwindungsarmer anorganischer baustoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff aus anorganischem Bindemittel, wie Zement, Calciumsilicat, Gips o. dgl. oder Mischungen daraus, und Verstärkungsfasern, Füll- und Färbestoffen und anderen Zusätzen, ins­ besondere einen Faserzementwerkstoff.

Solche Formkörper bekommen seit einiger Zeit als Ersatzbaustoffe für Asbestzement zunehmende Bedeutung.

Aus dem hierzu umfangreich vorliegenden Patentschriften ist nur auf die deutschen Patentschriften 24 61 781, 30 49 997, 34 20 241 und 36 36 204 hier hinzuweisen, die zur Entwicklung und zum Stand der Technik guten Überblick geben.

Weiter ist aus dem Schrifttum eine Vielzahl von Hilfsstoffen be­ kannt, die dem Bindemittel hinzugesetzt werden, um bestimmte Ver­ arbeitungs- und/oder Produkteigenschaften zu erreichen. Hierzu gehören Zusatzmittel, mit denen die Festigkeit, das Brandverhalten, die Rohdichte usw. positiv in Richtung auf bestimmte Anwendungsan­ forderungen beeinflußt werden können. Die deutschen Patentanmel­ dungen bzw. Patente 36 01 733, 36 01 735 und 36 41 370 geben dafür einige Beispiele.

Es ist auch bekannt, durch Zusatz von Zink- oder Aluminiumpulver sowie anderen chemischen Substanzen Bindemittel durch Gasbildung während des Abbindevorganges aufzuschäumen, um auf diese Weise Leichtbaukörper mit niedriger Rohdichte und guten Wärmedämmei­ genschaften herzustellen.

Als Schaumbildner sind auch Ammoniak, Kohlendioxid usw. - so bei­ spielsweise in DE-OS 36 17 129 - vorgeschlagen worden.

Ferner ist angeregt worden, die bei der Bewitterung von Zement­ produkten häufig auftretenden Ausblühungen durch Vorbehandlung der Formkörper mit CO₂ - gegebenenfalls unter erhöhtem Druck - zu verhindern. Ein solches Verfahren ist auch zur Behandlung von Zementformkörpern bekannt, um deren Alkalität herabsetzen und an sich nicht alkalifeste Glasfasern als Verstärkungsfasern verwenden zu können.

Indessen haben besonders die nach dem bekannten Stand der Technik mit hydraulischem Bindemittel und Faserverstärkung hergestellten Formkörper noch den Nachteil, daß infolge von Materialspannungen oder auch mechanischen oder sonstigen physikalischen Einflüssen bei der Bearbeitung oder Anwendung leicht Mikrorisse auftreten.

Hierdurch können vor allem großflächige, dünne gewellte oder plan­ ebene Produkte soweit geschädigt werden, daß sie bei der Anwendung als Fassaden- oder Dachverkleidungsmaterial vollständig zerstört werden.

Dieses Problem ist schon von Asbestzementprodukten bekannt und be­ schrieben worden (s. Hänsel, P: Zum Problem der Rißbildung bei As­ bestzementwelltafeln. Baustoffindustrie, 1974, Heft B-5 (Oktober), Seite 26 ff.).

Am mit anderen als Asbestfasern bewehrten Zementstein tritt diese negative Eigenschaft verstärkt auf.

Man hat ohne nennenswerten Erfolg und mit zum Teil wirtschaftlich aufwendigen Lösungen versucht, dem Problem dadurch zu begegnen, daß man die Faserabmessungen variiert oder die Fasern chemisch und/oder physikalisch in besonderer Weise vorbehandelt hat, um dadurch deren Verankerung in der Bindemittelmatrix zu verbessern.

Auch hat man mit besonders feinteiligen Bindemitteln sowie durch Aus­ wahl besonderer Abbinde- und Erhärtungsbedingungen versucht, Volumenän­ derungen des erhärtenden Werkstoffes und dadurch hervorgerufene Schwind­ risse in Grenzen zu halten.

Hydraulische Bindemittelwerkstoffe ohne die genannten Nachteile konn­ ten allerdings bisher nach keinem der bekannten Vorschläge hergestellt werden.

Hier greift nun die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe und der Lehre vorteilhaft ein, rißfreie anorganische Bindemittelwerkstoffe durch leicht verfügbare, umweltverträgliche Zusatzstoffe auf ein­ fache und wirtschaftliche Weise herzustellen.

Die Lösung der Aufgabe entspricht den Kennzeichen und Merkmalen der Patentansprüche.

Für den Fachmann überraschend hat sich gezeigt, daß die bean­ spruchten Zusatzmittel hervorragend geeignet sind, um Volumen­ änderungen des Formkörpers und dadurch bedingte Rißbildung beim Abbinden und Erhärten zu vermeiden.

Vor allem können Ammomium- und Alkalihydrogencarbonate, die bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, auf jeden Fall schon bei den Abbindetemperaturen hydraulischer Bindemittel, CO₂ mit hohem Partialdruck - ohne Volumenänderungen des noch nicht abge­ bundenen bzw. erhärteten Formkörpers - entwickeln, vorteilhaft verwendet werden.

Für den Fachmann überraschend ist, daß trotz gegenteiliger Er­ wartungen die Festigkeit zementgebundener Produkte durch die erfindungsgemäßen Zusätze nicht erniedrigt, sondern sogar noch gesteigert wird und auch Ausblühungen infolge von Bewitterung der Formkörper nicht auftreten.

Aus der Vielzahl von Möglichkeiten wird nachstehend ein Mischungs- und Herstellungsbeispiel gegeben:

Beispiel

0,1 bis 10 Gewichtsteile Natriumhydrogencarbonat, 100 Teile Zement und 10 Teile cellulosische Verstärkungsfasern werden in 1000 Teilen Wasser gemischt und die Faserbindemittel-Suspension an einer Filter­ vorrichtung - gegebenenfalls auch nach dem Hatschek-Verfahren - zu ei­ nem Formkörper unter gleichzeitigem Entwässern verarbeitet.

Der Wassergehalt des noch nicht abgebundenen Formkörpers soll 20 Gew.-% nicht überschreiten.

Mehrere hiernach hergestellte Formkörper werden sandwichartig unter Verwendung inerter Zwischenlagen (z. B. von Stahlblechen) eingesta­ pelt und über ca. 12 Stunden abgebunden.

Die anschließend wieder vereinzelten Formkörper werden einer Wärme­ behandlung bei ca. 95°C über ca. 8 Stunden unterworfen oder in üblicher Weise dampfgehärtet.

Claims (4)

1. Schwindungsarmer Baustoff aus anorganischem Bindemittel mit gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen, wie Verstärkungsfasern, Füllstoffen und Pigmenten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er chemische Verbindungen enthält, aus denen bei Wärmeeinwirkung und Temperaturen oberhalb 40°C - ohne Volumenänderung des Formkörpers - Gas freigesetzt wird.

2. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß vorzugsweise solche Zusatzmittel, wie Ammonium- und Alkalihydrogencarbonate oder daraus hergestellte Mischungen, enthalten sind, die Kohlendioxid bei steigender Temperatur und zugleich wachsendem Partialdruck entwickeln.

3. Baustoff nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beim Abbinden und Erhärten hydraulischer Bindemittel abgegebene Wärme als Prozeßwärme für die Gasfreisetzung verwendet wird.

4. Baustoff nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abbinde- und Erhärtungs­ prozeß durch zusätzliche Wärme- und/oder Wasserdampfeinwir­ kung bei Normaldruck und/oder durch Wasserdampfeinwirkung bei höherem Druck und höherer Temperatur beschleunigt wird.