DE4023561A1 - Verfahren zur herstellung von schaumglas-formkoerpern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von schaumglas-formkoerpernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Schaumglas-Formkörper, insbesondere in der Form von
Granulaten bilden ein bekanntes Bauhilfsmittel, welches
aufgrund seiner hohen Wärmedämmfähigkeit, jedoch auch
seines geringen Schüttgewichtes in vielfältiger Form,
auch als Platten Verwendung findet.
Es sind unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von
Schaumglasformkörpern bekannt, bei denen stets ein
Gemenge aus feinkörnigem Glas, Schäummitteln, Wasser und
ggf. Zusatzstoffen granuliert, getrocknet und anschließend
bei erhöhten Temperaturen verschäumt wird. So ist aus
der DE-30 44 130 C2 ein Verfahren zur Herstellung derar
tiger Formkörper bekannt, bei dem im Rahmen des Ausgangs-
Stoffgemisches zwei unterschiedliche Glasarten eingesetzt
werden, und zwar eine erste mit mehr als 16 Gew.-%
Alkalioxid und eine zweite mit weniger als 16 Gew.-%
Alkalioxid, und zwar in einem Gewichtsverhältnis von
1 : 1,5 bis 1 : 20. Das Gewichtsverhältnis Wasser zu gesamter
Trockensubstanz beträgt hier 1 : 1,4 bis 1 : 2,5 und als
Schäummittel, welches bei erhöhten Temperaturen zur
Abspaltung von CO2 geeignet ist, wird eine Mischung aus
Pyrolusit, Na2SO4 und Zucker bzw. eines äquivalenten,
zur Abspaltung von Kohlenstoff geeigneten organischen
Stoffes benutzt. Das Ausgangs-Stoffgemisch, welches eine
Korngröße von 95%0,1 mm aufweist, wird bei Tempera
turen von 90°C granuliert, und zwar bis zu Korngrößen
von 0,5 mm bis 2,0 mm, anschließend in einem Drehrohr
bei 300°C getrocknet und bei 780°C bis zu Korngrößen von
4 mm bis 6 mm geschäumt.
Aus der EP-01 70 978 A1 ist ein weiteres Verfahren zur
Herstellung von Schaumglas-Formkörpern bekannt, bei dem
wiederum im Ausgangs-Stoffgemisch ein Gemenge feingemah
lener Glaspartikel unterschiedlicher Art vorliegt, und
zwar eine erste Glasart mit einem Alkalioxidgehalt von
weniger als 16 Gew.-% und eine zweite Art mit einem
Alkalioxidgehalt von wenigstens 25 Gew.-%, welche zuein
ander in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 21 bis 1 : 400
stehen und wobei die Glasart mit dem höheren Alkalioxid
gehalt entsprechend deren relativ größerer Reaktivität
ein gröberes Kornspektrum als die andere Art aufweist.
Hierbei wird ein mit einem pH-Wert zwischen 8 und 13,8,
vorzugsweise 9 bis 12 eingestelltes Wasser in einem
Mengenverhältnis bezogen auf die Trockensubstanz von
1 : 1,4 bis 1 : 3,0 eingesetzt.
Charakteristisch für diese beiden bekannten Verfahren
ist die Notwendigkeit des Einsatzes von Glasarten
unterschiedlichen Alkalioxidgehalts. Nun bilden jedoch
Glasarten mit einem Alkalioxidgehalt von mehr als 16
Gew.-% Sondergläser, die besonders erschmolzen werden
müssen, wohingegen die andere Glasart praktisch aus
beliebigem Abfallglas wie z. B. Flaschen- oder auch
Fensterglas bestehen kann. Durch die Dosierung des
Ausgangsgemisches unterschiedlicher Glaspartikel, jedoch
erst recht durch die Verwendung relativ teuren Sonder
glases ergibt sich ein beträchtlicher Aufwand, der sich
zwangsläufig in den Kosten des Endproduktes, hier der
Schaumglas-Formkörper niederschlägt. Problematisch bei
diesen bekannten Verfahren ist auch die mechanische
Stabilität der ungeschäumten Formkörper, welche sich
unter anderem während des Trocknens nachteilig auswirkt
und zu umfangreichen Maßnahmen betreffend die Rückführung
und Wiedereinspeisung von Kornpartikeln unzureichender
Größe bzw. als Folge von unzureichender Festigkeit
zerfallener Partikelfragmente führt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend auszuge
stalten, daß die Verfahrensführung vereinfacht ist.
Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Verfahren
durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs
1.
Erfindungswesentlich ist, daß in völliger Abkehr von dem
dargelegten Stand der Technik im Rahmen des Glasanteils
des Ausgangs-Stoffgemisches lediglich eine Glasart
Verwendung findet, bei welcher es sich vollständig um
Abfallglas, somit einen relativ preiswerten Rohstoff
handelt. Es ist somit die zusätzliche Verwendung einer
Glasart mit einem erhöhten Alkalioxidgehalt nicht not
wendig und es entfallen demzufolge sämtliche, auf die
Bereitstellung eines hinsichtlich seiner Zusammensetzung
quantitativ dosierten Gemisches unterschiedlicher Glas
partikel gerichteten anlagen- und verfahrenstechnischen
Maßnahmen. Der Wassergehalt des Stoffgemisches, bezogen
auf dessen Trockensubstanz, ist geringer als bei den
bekannten Verfahren, woraus sich energetische Vorteile,
insbesondere bei der Temperierung ergeben. Erfindungs
wesentlich ist ferner, daß das Stoffgemisch vor dem
Trocknen und Schäumen einer Zwischenlagerung unterworfen
wird, und zwar unter feuchten Bedingungen, als deren
Ergebnis sich eine bedeutende Erhöhung der mechanischen
Festigkeit der einzelnen Granulatkörper ergibt. Diese
kann zu Festigkeiten nach Maßgabe einer Scheitellast von
bis zu 30 N und mehr führen. Die Formkörper weisen auf
diese Weise eine Festigkeit und damit Formbeständigkeit
auf, die den Beanspruchungen während des Trocknens,
beispielsweise in einer rotierenden Trockentrommel sowie
des Blähens bzw. Schäumens in einer Drehtrommel mit den
dabei auftretenden Abrollvorgängen angemessen ist.
Während der Zwischenlagerung kann ein Feuchtigkeitsver
lust eintreten, wobei jedoch ein Mindestfeuchtigkeitsge
halt mit Rücksicht auf die Festigkeit der granulierten
Formkörper jedoch nicht unterschritten werden darf.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bei derartig
konditionierten Formkörpern aus feingemahlenem Altglas und
einem feinverteilten Schäummittel mit einem vergleichs
weise niedrigen Feuchtigkeitsgehalt die Schäumwirkung
gerade aufgrund der feuchten Zwischenlagerung verbessert
werden kann. Beispielsweise lassen sich granulierte
Formkörper mit der Korngröße von 1 mm bis 2 mm und einer
Trockenrohdichte von 1,6 g/cm3 ohne Zwischenlagerung auf
eine Kornrohdichte von 0,68 g/cm3 bzw. eine Schüttdichte
von 0,37 kg/dm3 schäumen, während sich unter Zugrundele
gung einer Zwischenlagerung eine Kornrohdichte von
0,39 g/cm3 bzw. eine Schüttdichte von 0,20 kg/dm3 ergibt.
Diese Daten haben sich bei einem Wassergehalt von
15 Masse-%, bezogen auf die Trockensubstanz des Ausgangs
stoffgemisches ergeben. Das Zeitintervall, während
welchem die Zwischenlagerung vorgenommen wird, richtet
sich nach den thermischen Bedingungen der Lagerung,
insbesondere der Temperatur, des Druckes sowie der
Gasatmosphäre, insbesondere deren Sättigungszustand.
Während beispielsweise bei normalen Raumtemperaturen die
vorteilhaften Wirkungen der Zwischenlagerung erst nach
ca. vier Wochen überhaupt in Erscheinung treten und ein
Optimum nach etwa neun Wochen erreichen, kann die Lage
rungsdauer dann erheblich verkürzt werden, z. B. auf zwei
Tage, wenn die Lagerungstemperatur z. B. 92°C beträgt.
Die Dauer der Zwischenlagerung, soweit ein Mindestwert
erreicht ist, der zur Erzielung der genannten vorteil
haften Eigenschaften der granulierten Formkörper erfor
derlich ist, ist unkritisch. Insbesondere führt ein
Überschreiten der Mindestzeitdauer zu keinen Nachteilen
für die Produktqualität. Die Gasatmosphäre der Feucht-
Zwischenlagerung wird in jedem Fall derart eingestellt,
daß ein Feuchtigkeitsverlust eintreten kann, eine Min
destfeuchte des Produktes jedoch nicht unterschritten
wird.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 werden als Schäum
mittel Karbonate, insbesondere Dolomit oder Calciumkar
bonat verwendet. Es sind dies Stoffe, bei denen unter
erhöhten Temperaturen CO2 abgespalten wird, welches als
Treibgas während des Schäumprozesses dient.
Das Schäummittel kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs
3 in einer bestimmten Korngröße vorliegen und in diese
im Rahmen eines Mischprozesses den Glaspartikeln beige
mengt werden. Aufgrund der geringen Korngröße des Schäum
mittels kann dieses sehr fein innerhalb des Stoffge
misches verteilt werden, so daß sich insoweit homogene
Schäumbedingungen ergeben.
Verfahrenstechnisch einfach durchführbar ist hingegen
nach den Merkmalen des Anspruchs 4 das Feststoffgemisch,
nämlich das Glas und das Schäummittel gemeinsam zu
vermahlen.
Die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 sind auf unterschied
liche thermische bzw. kalorische Bedingungen der Zwischen
lagerung gerichtet. Die Parameter dieser Bedingungen
betreffen im wesentlichen die Gasatmosphäre sowie deren
Temperatur, von denen wiederum die Mindestzeit der
Zwischenlagerung abhängt. Über den Sättigungsgrad sowie
die Temperatur des die granulierten Formkörper während
der Zwischenlagerung umgebenden Wasserdampf-Luftgemisches
kann in Verbindung mit dem Zeitintervall der Lagerung
der Feuchtigkeitsgehalt am Ende der Lagerung in einfach
ster Weise beeinflußt werden. Die Temperatur kann hier
bei unterhalb der Siedetemperatur des Wassers liegen,
eine Verfahrensführung, die anlagentechnisch leicht
realisierbar ist. Die Verwendung einer durch gesättigten
Wasserdampf gekennzeichneten Atmosphäre kann entsprechend
der Temperatur des Sattdampfes zu einer erheblichen
Verkürzung der Zwischenlagerung führen, um die obenge
nannten vorteilhaften Wirkungen zu erreichen. Steht der
Sattdampf beispielsweise unter einem Druck von 1,4 bar
bis 11 bar, welches Temperaturen von 110°C bis 180°C
entspricht, können die genannten Wirkungen bereits nach
wenigen Stunden erzielt werden. Zur Vermeidung einer
Verfestigung der Formkörper untereinander sind in diesem
Fall allerdings besondere anlagen- bzw. apparatetech
nische Maßnahmen erforderlich, z. B. die Verwendung eines
Rollautoklaven.
Der gewünschte Wassergehalt des Stoffgemisches zu Beginn
der Zwischenlagerung kann bei der Mischung des Ausgangs-
Stoffgemisches eingestellt werden. Der Wassergehalt kann
jedoch auch noch während des Granulierens gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 8 beeinflußt werden.
Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 10 sollte der
Wassergehalt des Granulates am Ende der Zwischenlagerung
2,0 Masse-% der Trockensubstanz nicht unterschreiten und
im Ausgangszustand vozugsweise zwischen 2,0 und 32
Masse-% der Trockensubstanz liegen. Es ist somit der
Fall denkbar, daß die Bedingungen der Zwischenlagerung
derart ausgelegt werden, daß der Wassergehalt der Form
körper unverändert bleibt. Dies kann beispielsweise
durch eine gesättigte Wasserdampf-Luftatmosphäre erreicht
werden.
Die Merkmale des Anspruchs 13 bringen gewisse energe
tische Vorteile mit sich, um die zum Schäumen aufge
brachte Wärme noch einer Nutzung zuzuführen, da ein
Kühlschritt nach Vollendung des Schäumvorgangs ohnehin
anfällt.
Im folgenden wird noch ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden.
Ausgangsprodukte sind Abfallglas mit einer Korngröße von
0 mm bis 15 mm und Calciumkarbonat mit einer Korngröße
0,015 mm, aus denen ein Stoffgemisch mit 96 Masse-%
Abfallglas und 4 Masse-% Calciumkarbonat gebildet wird.
Dieses Stoffgemisch wird einheitlich gemahlen, und zwar
dahingehend, daß sich im Endzustand eine solche Kornver
teilung ergibt, bei der der Durchgang durch eine Sieb
maschenweite von 0,25 mm über 99 Masse-% liegt, bei
einer Siebmaschenweite von 0,04 mm 69 Masse-% beträgt.
Dieses gemahlene Ausgangs-Stoffgemisch wird unter Zugabe
von Wasser mit einem Anteil von 17 Masse-% der Trocken
substanz anschließend granuliert, wobei die gebildeten
Granulatpartikel eine Rohdichte von 1,6 g/cm3 bezogen
auf die Trockensubstanz aufweisen. Die feuchten Granula
te werden 48 h bei 92°C derart gelagert, daß die physi
kalische Restfeuchte bis zum Ende der Lagerung nicht
unter 1,5 Masse-% der Trockensubstanz absinkt, vorzugs
weise 2 bis 7 Masse-% der Trockensubstanz beträgt. An
die Zwischenlagerung schließt sich eine thermische
Behandlung in einer Trockentrommel und anschließend ein
Schäumen bei ca. 850°C an. Die Behandlung in der Trocken
trommel kann entfallen, wenn die Restfeuchte am Ende der
Zwischenlagerung einen geeigneten Wert aufweist.
Im Endzustand, d. h. nach Kühlung ergeben sich geschäumte
Formkörper, wobei die Korngrößengruppe von 4 mm bis 8 mm
eine Kornrohdichte von 0,36 g/cm3 bzw. eine Schüttdichte
von 0,185 kg/dm3, die Korngrößengruppe von 2 mm bis 4 mm
eine Kornrohdichte von 0,39 g/cm3 bzw. eine Schüttdichte
von 0,20 kg/dm3 aufweist.
Der Vorgang des Schäumens kann bei 750°C bis 950°C,
vorzugsweise bei 800°C bis 900°C durchgeführt werden.
Der Zeitbedarf für die Zwischenlagerung bildet keinen
Nachteil gegenüber den vorbekannten Verfahren, weil in
der betrieblichen Praxis eine Bevorratung über mehrere
Tage für einen Brennbetrieb bei hoher Temperatur, hier
den Schäumbetrieb ohnehin angestrebt wird.
Man erkennt aus obigen Ausführungen, daß bei dem erfin
dungsgemäßen Verfahren teure Zusatzstoffe mit erhöhter
Alkalität nicht benötigt werden. Es ist festgestellt
worden, daß im Verlauf der Zwischenlagerung an der
Glasoberfläche in beträchtlichem Maße Feuchtigkeit
gebunden wird, und zwar bis über 4 Masse-%. Zwar ist
eine gewisse Reaktivität von Glas bekannt - das Ausmaß
und die technische Nutzbarkeit im Rahmen des vorliegen
den Verfahrens waren jedoch nicht zu erwarten.
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung von Schaumglas-Formkörpern,
insbesondere von Granulaten, wobei zunächst ein
zumindest aus Wasser, feingemahlenem Glas und Schäum
mitteln bestehendes Ausgangs-Stoffgemisch hergestellt
wird, welches granuliert und bei erhöhter Temperatur
verschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Glas
Abfallglas verwendet wird, daß der Wassergehalt des
Stoffgemisches im Ausgangszustand höchstens 32 Masse-
% der Trockensubstanz beträgt und daß das granulierte
Stoffgemisch vor dem Trocknen und Schäumen einer
Zwischenlagerung unterworfen wird, und zwar nach
Maßgabe der thermischen Lagerungsbedingungen während
eines Zeitintervalls von sechs Stunden bis vier Wochen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Schäummittel Karbonate, insbesondere Calcium
karbonat und/oder Dolomit verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Schäummittel in einer Korngröße 0,03 mm,
vorzugsweise 0,01 mm verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß im Rahmen der Herstellung des Ausgangs-
Stoffgemisches das Schäummittel und das Abfallglas
gemeinsam vermahlen werden, und zwar bis zu einer
Korngröße von 65%-Durchgang bei einem Sieb von 0,04 mm
Maschenweite und 99%-Durchgang bei einem Sieb von
0,25 mm Maschenweite.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenlagerung unter Umge
bungsdruck, und zwar bei Temperaturen von 80°C bis
99°C, vorzugsweise von 80°C bis 95°C durchgeführt
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenlagerung in einer
durch ein gesättigtes Wasserdampf-Luft-Gemisch charak
terisierbaren Atmosphäre durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenlagerung in einer
durch gesättigten Wasserdampf charakterisierbaren
Atmosphäre durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Granu
lierens zur Einstellung des gewünschten Wassergehalts
des Stoffgemisches benutzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die thermischen Bedingungen der
Zwischenlagerung dahingehend gesteuert werden, daß
der in dem Granulat gebundene Wassergehalt 1,5
Masse-% der Trockensubstanz, vorzugsweise 2 Masse-%
der Trockensubstanz erhalten bleibt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Stoffge
misches bei Beginn der Zwischenlagerung 2 Masse-% bis
32 Masse-% der Trockensubstanz, vorzugsweise 15
Masse-% bis 19 Masse-% der Trockensubstanz beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwischenlagerung in einer
durch Sattdampf von 110°C bis 180°C charakterisierba
ren Atmosphäre durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des
granulierten Stoffgemisches vor dem Schäumen 0,125 mm
bis 16 mm, vorzugsweise 0,125 mm bis 8 mm beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärme der geschäumten Formkör
per zur Beheizung des Stoffgemisches vor bzw. während
des Granulierens und/oder der Zwischenlagerung verwen
det wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904023561 DE4023561A1 (de) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Verfahren zur herstellung von schaumglas-formkoerpern |
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DE19904023561 DE4023561A1 (de) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Verfahren zur herstellung von schaumglas-formkoerpern |
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ID=6410950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904023561 Granted DE4023561A1 (de) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Verfahren zur herstellung von schaumglas-formkoerpern |
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8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: AUF DEM TITELBLATT NR. 56, ZEILE 6, "1986" AENDERN IN "1989" |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |