DE4123581C2

DE4123581C2 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Glas-Granalien

Info

Publication number: DE4123581C2
Application number: DE19914123581
Authority: DE
Inventors: Guenter Ehlers; Horst Dr Ing Lohrmann
Original assignee: Fels Werke GmbH
Current assignee: XELLA TROCKENBAU - SYSTEME GMBH, 47119 DUISBURG, D
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2011-07-13
Also published as: DE4123581A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Bauplatten, aus Glas-Granalien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Schaumglasplatten aus einer homogenen Glasschmelze unter Zugabe von Schäummitteln. Diese Verfahren führen jedoch zu einem geschlossenen porigen Gefüge mit hohem Diffusionswiderstand.

Aus der DE-OS 30 22 787 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglasplatten aus granulierten Gemischen aus Glasmehl und Schäummitteln bekannt, wobei das Granulat in einer offenen oder geschlossenen Form geschäumt wird. Auch dieses Verfahren führt zu einer hohen Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl.

Nach der DE-OS 39 05 672 ist ein Verfahren bekannt, wonach diffusionsoffene Schaumglasplatten dadurch hergestellt werden können, daß Granalien aus Glasmehl und Schäummitteln lageweise gebläht werden, wobei die einzelnen Lagen nicht aus einem Haufwerk gebildet, sondern die Granalien in einem bestimmten Abstand voneinander ausgestreut werden. Der Abstand berücksichtigt einerseits die Volumenzunahme beim Schäumen und andererseits die Notwendigkeit, daß nach dem Schäumen freie Räume zwischen den untereinander verbundenen expandierten Granalien verbleiben. Aus der DE-AS 14 21 691 ist ein Verfahren zur Herstellung von Wärmeisolationsplatten oder -scheiben aus Schaumglas bekannt. Danach werden in einer ersten Stufe aus Glaspulver durch Schwellen Schaumglasstücke hergestellt, deren Zellenaufbau nach Beendigung dieser Stufe vollständig entwickelt ist. Danach werden in einer zweiten Stufe Schaumglaskörper gewünschter Form durch Aneinanderfügen, Erhitzen und Pressen zwecks Zusammenklebens und ggf. auch Deformierens der erhaltenen kleinen Schaumglasstücke, jedoch ohne Veränderung der Zellendichte und -größe des Schaumglases, gebildet.

Aus der DE-OS 15 96 631 ist ein geformter Gegenstand aus Glas sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Danach wird eine Formmatrize mit gesonderten Kugeln aus Partikeln, glasigen Materialien und einem Treibmittel ohne wahrnehmbare Zerstörung der Kugeln weitgehend gefüllt. Die Kugeln werden in der Formmatrize auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, das glasige Material zu schäumen, wodurch sie sich ausdehnen und die Hohlräume zwischen sich und zwischen der Matrizenwandung unter Bildung eines geformten Gegenstandes ausfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit dem auf möglichst einfache und wirtschaftliche Weise, nämlich unter Anwendung ein und derselben technischen Anlage, sowohl diffusionsoffene als auch diffusionsdichte Formkörper aus Glas-Granalien, insbesondere Bauplatten, hergestellt werden können. Als maßgebende bautechnische Eigenschaften sollen die Bauplatten normal zur Plattenebene hohe Zug- und Druckfestigkeiten besitzen, um eine dübelfreie Verlegung zu ermöglichen und um hohe Gebrauchsfähigkeit, z. B. als Fassadenplatte bzw. Dämmplatte eines Wärmedämmverbundsystems, zu gewährleisten. Ferner sollen sich die Formkörper durch Nichtbrennbarkeit und ausgeschlossener hygrischer Längenänderung und einer niedrigen Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl auszeichnen, wodurch die Kombination mit anderen Baustoffen möglich wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus einer Mischung aus zerkleinertem Glas und einem Blähmittel Rohgranalien hergestellt werden und diese Rohgranalien unter Wärmeeinwirkung gebläht werden können und zur Herstellung der Formkörper zunächst eine Lage aus ungeblähten Rohgranalien und darüber eine Schicht aus geblähten Schaumglasgranalien der Korngröße 4-8 oder 8-12 oder 4-12 mm als Haufwerk in eine Form geschüttet werden. Die vorgeblähten Schaumglasgranalien können entweder sofort in noch heißem Zustand oder auch nach einer Zwischenlagerung kalt eingesetzt werden. Das Haufwerk wird anschließend auf 700 bis 900°C erhitzt und dann mittels eines sehr geringen einseitigen Druckes von 0,005-0,015 N/mm² um 5 bis 15% oberseitig verdichtet, wobei ein Formkörper mit festem Verbund entsteht, ohne daß die poröse Struktur und die äußere Form der Granalien nachteilig verändert wird. Ferner zeigte sich, daß der Verbund auch dann ausreichend erhalten bleibt, wenn nach einer solchen Formgebung sich ein erforderlicher längerer Abkühlvorgang anschließt, obwohl die geschäumten Granalien einer fortlaufenden Kontraktion infolge der Wirkung der Oberflächenspannung des erweichten Glases unterliegen.

Mit zunehmender Plattendicke zeigte sich, daß die Verbundfestigkeit mit dem Abstand der Druckfläche abnimmt. Überraschend zeigte sich nun, daß die Verdichtung unterseitig betreffend durch eine Streuschicht aus ungeblähten Granalien bewirkt werden kann. Überraschend ist dies allein schon deshalb, weil Schäumen und Volumenzunahme der Streuschicht schon während des Aufheizvorganges bis zur Arbeitstemperatur für die oberseitige Verdichtung stattfindet, also nicht synchron verläuft.

Bei der eben genannten Auslegung der Streuschicht bildet sich durch die Temperaturbehandlung des gesamten Materialstranges an dessen Unterseite eine sehr feste Lage aus ineinandergeschäumten Granalien, deren ursprüngliche Umrisse praktisch verschwinden und die dadurch der Platte eine höhere Biegefestigkeit und hervorragende Oberflächenbeschaffenheit verleiht. Die Diffusionsfähigkeit der fertigen Platte wird bei genannter Auslegung der Streuschicht nicht nachteilig eingeschränkt.

Andererseits erlaubt gerade diese Verfahrensweise, durch Verstärkung der Streuschicht an der Plattenunterseite auch diffusionsdichten Zustand zu erreichen, ferner die Festigkeit der Platte weiter zu erhöhen.

Die Verdichtung oberseitig kann mit einer Walze vorgenommen werden, deren Oberfläche auf Temperaturen oberhalb 650°C, bevorzugt 800 bis 900°C, erwärmt sein muß. Die Verdichtungsdauer beträgt 1 bis 30 Sekunden, je nach angestrebter Oberflächeneigenschaft.

Die Schaumglasplatten werden auf einem endlosen Strang erzeugt, dessen mitlaufende Seitenwände jeweils aus zwei parallelen Platten bestehen, so daß im Hochtemperaturbereich des Formgebungsofens nur die innere Platte an dem erweichten Schaumglas ankleben kann. Damit kann ferner einer im erweichten Zustand des Schaumglases auftretenden Schwindung Rechnung getragen werden. Während die äußeren Seitenwände mit dem endlosen Band im Formgebungsofen umlaufen, wandern die inneren Seitenwände am Schaumglasstrang mit durch den Kühlofen und werden danach mittels Sägen abgetrennt und dem Wiedereinsatz zugeführt. Der im Bereich der mit laufenden Seitenwände sowie beim Aufteilen des endlosen Schaumglasstranges anfallende Abfall wird auf Korngrößen unter 2 mm zerkleinert und in die Produktion zurückgeführt, bevorzugt dem Schaumglasstrang oberseitig aufgestreut, wodurch eine glatte, aber diffusionsoffene Außenschicht entsteht. Der Schaumglasstrang wird vor der Formgebung durch einen sogenannten Grader oberseitig egalisiert. Diese Egalisierung wird durch Abstreuen der Schaumglasgranalien mit feinkörnigem Schaumglasbruch wesentlich erleichtert.

Der Schaumglasstrang benötigt eine Trennschicht gegen den Boden des Arbeitsbandes im Formgebungsofen sowie gegen das heiße Verdichtungswerkzeug an der Oberseite. Als Trennmittel hat sich zum Beispiel Ziegelmehl, gemahlener Bims oder dergleichen bewährt. Oberseitig wird das Trennmittel nach der Egalisierung der Strangoberfläche als sehr dünner Überzug aufgegeben. Im Falle einer dekorativen, zum Beispiel keramischen, Streuschicht bildet diese die Trennschicht.

Ausführungsbeispiel 1

Zur Herstellung einer diffusionsoffenen Schaumglasplatte mit Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ = 18 wird eine 4 mm dicke Lage aus ungeschäumten Granalien von 1-2 mm Korngröße über eine dünne Schicht aus Ziegelmehl auf das Arbeitsband des Formgebungsofens gestreut. Darüber wird eine 58 mm hohe Schicht aus Schaumglasgranalien mit einer Korngröße von 8-12 mm gefüllt und mit Schaumglasbruch von 0,5-2 mm Korngröße in 3 mm Dicke abgestreut, so daß eine Gesamtschütthöhe von 65 mm entsteht. Danach wird die Oberseite mit Ziegelmehl überzogen. Anschließend wird das Haufwerk auf 900°C erwärmt und 5 Sekunden lang um 5 mm mit einem Preßdruck von 0,01 N/mm² verdichtet. Die Plattenrohdichte ergibt sich in Abhängigkeit von der Schüttdichte der verwendeten Materialien, vorwiegend aus derjenigen des Schaumglases. Bei Schüttdichte des letzteren von 0,17 kg/dm³ für die Korngruppe 8-12 mm beträgt die Plattenrohdichte 0,21 kg/dm³, die Wärmeleitfähigkeit, einschließlich eines Zuschlages für die sehr geringe Ausgleichs feuchte unter 1 Masse-%, = 0,07 W/m² · °C, die Querzugfestigkeit 0,13 N/mm², die Druckfestigkeit 0,8 N/mm² und die Biegefestigkeit 0,6 N/mm².

Ausführungsbeispiel 2

Zur Herstellung einer diffusionsdichten Schaumglasplatte wird die Streuschicht aus ungeschäumten Granalien auf 10 mm verstärkt und die Schütthöhe der Schaumglasgranalien gegenüber Beispiel 1 von 58 auf 52 mm verringert. Im übrigen verläuft das Verfahren wie in Beispiel 1. Es ergibt sich eine Plattenrohdichte von 0,26 kg/dm³, eine Wärmeleitfähigkeit von 0,1 W/m · K, eine Druckfestigkeit von 1,5 N/mm² und eine Biegefestigkeit von 0,9 N/mm².

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Glasgranalien, insbesondere Bauplatten, bei dem aus einer Mischung aus zerkleinertem Glas und einem Blähmittel Rohgranalien hergestellt werden und diese Rohgranalien unter Wärmeeinwirkung gebläht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß

- zunächst eine Lage aus ungeblähten Rohgranalien und darüber eine Schicht aus geblähten Schaumglasgranalien in noch heißem oder auch kaltem Zustand als Haufwerk in eine Form geschüttet werden
- und das Haufwerk auf 700 bis 900°C erhitzt wird
- und dann unter einem Druck von 0,005-0,015 N/mm² um 5 bis 15% oberseitig verdichtet wird, wobei ein Formkörper mit festem Verbund entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Trennschicht gegen den Boden der Form sowie gegen die Oberfläche des Verdichtungswerkzeuges Ziegelmehl oder gemahlener Bims aufgestreut werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsdauer je nach angestrebter Oberflächeneigenschaft 1-30 Sekunden beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Herstellung der Formkörper anfallende Schaumglasabfall zerkleinert wird und vor der Formgebung auf die Schicht aus geblähten Schaumglasgranalien aufgestreut wird.