DE2500151C3

DE2500151C3 - Verfahren zum Herstellen von Platten o.dgl. aus mineralischen Substanzen

Info

Publication number: DE2500151C3
Application number: DE2500151A
Authority: DE
Inventors: Joseph Saint-Quentin Davidovits; Jean Jacques Fluquieres Aisne Legrand
Original assignee: Coordination Et Developpement De L'innovation Sa Cordi Saint-Quentin Aisne (frankreich)
Current assignee: Coordination Et Developpement De L'innovation Sa Cordi Saint-Quentin Aisne (frankreich)
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1980-01-10
Also published as: CH590118A5; DK5375A; IT1030091B; DE2500151A1; BE823804A; FR2324427B1; NL7500054A; DE2500151B2; BR7500140A; AU7717875A; JPS50113526A; US4028454A; FR2324427A1; ES433715A1; GB1481479A

Description

Die Erfindung betriffi ein Verfahren zum Herstellen von Platten od. dgl. aus zusammenpreßbaren mineralischen Substanzen, wobei diese in Form von Pulvern, Partikeln oder Fasern gegebenenfalls mit weiteren üblichen Zuschlagstoffen mit Wasser sowie einem mit dem Wasser in der Wärme reagierenden und aushärtenden Bindemittel zu einem Gemisch aufbereitet werden und das Gemisch in Form einer Schicht unter gleichzeitiger Anwendung von mechanischem Druck und Wärme bei einer oberhalb 100°C liegenden Temperatur zur Platte verpreßt wird.

Bei aus der Praxis bekannten Verfahren wird die Mischung kalt zu der herzustellenden Platte gepreßt. Die kaltgepreßte Platte wird danach in einem Autoklaven mit gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur von 150° C ausgehärtet. Nach der herrschenden Lehre wird das Wasser gleichsam stöchiometrisch auf die Bindemittelreaktion bemessen und ein Wasserüberschuß vermieden. Die Biegefestigkeit der so hergestellten Platten ist optimal und genügt den Anforderungen. Handelt es sich z. B. bei den mineralischen Substanzen um trockenen Ton und ist das Bindemittel Natriumhydroxid, so erreicht man in der

in fertigen Platte eine Biegefestigkeit von ungefähr 330 kg/cm². Die zweistufige Arbeitsweise mit Kaltpressen und anschließender Wasserdampfaushärtung ist jedoch aufwendig. Man könnte daran denken, die Kaltpressung durch eine Heißpressung zu ersetzen. Das führt jedoch zu einer Wasserdampfexplosion des Produktes, spätestens beim öffnen der Presse. Läßt man bei einer Heißpressung durch Beilage einer dampfdurchlässigen Abdeckung oder Unterlage dea Wasserdampf entweichen, so genügen die hergestellten Platten in festigkeitsmäßiger Hinsicht den Anforderungen nicht mehr. Die Festigkeit wird auf die Hälfte und weiter reduziert. Dieses Phänomen gilt für alle üblichen mineralischen Substanzen und alle üblichen, mit Wasser in der Wärme aushärtenden Bindemittel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der Platten einstufig durchzuführen, ohne daß eine Beeinträchtigung der Festigkeit in Kauf genommen werden müßte.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß

ω die Gemischschicht vor dem Verpressen zumindest einseitig mit wenigstens einer wasserdampf- und gasdurchlässigen Zwischenschicht versehen wird und daß das Wasser im Zuge der Gemischaufbereitung in einer derartigen Menge beigegeben wird, daß es in der

J5 Gemischschicht während der gesamten Verpressungszeit, bezogen auf die Bindemittelreaktion, im Überschuß vorliegt, wobei es während des Verpressens durch Anwendung eines über dem Sättigungswasserdampfdruck liegenden mechanischen Drucks in der Gemisch-

4n schicht im flüssigen Zustand gehalten wird.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahmen zwar das Überschußwasser bei der Heißpressung dampfförmig abgeht, nicht aber das für die Bindemittelreaktion erforderliche Wasser, und daß eine nach den einleitend beschriebenen Erfahrungen zu befürchtende Wasserdampfexplosion nicht eintritt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit allen üblichen mit Wasser in der Wärme reagierenden Bindemitteln und allen gebräuchlichen mineralischen Substanzen durchgeführt werden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden als mineralische Substanz trockener Ton und als Bindemittel Natriumhydroxid eingesetzt. Hier kommt man nach verhältnismäßig kurzen Preßzeiten zu Platten sehr

γ, hoher Festigkeit.

Als wasserdampf- und gasdurchlässige Zwischenschicht kann ein Metallrost eingesetzt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine mit der Gemischschicht nicht reagierende, wasserabsorbierende Zwischenschicht einzusetzen. Es besteht ferner die Möglichkeit, eine solche wasserabsorbierende Zwischenschicht mit einem Metallrost zu kombinieren, wozu die wasserabsorbierende Zwischenschicht zwischen der Gemischschicht und dem Metallrost angeordnet wird. Die wasserabsorbierende Zwischenschicht kann vor der Vereinigung mit der Gemischschicht mit Wasser angefeuchtet werden. Wie immor man arbeitet, im allgemeinen kommt man dann ohne weiteres zu

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befriedigenden Ergebnissen, wenn das Wasser dem Gemisch mit einem Überschuß von 50% beigegeben wird.

Die Substanzen, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, liegen entweder in Form von Pulver, Fasern oder Partikeln vor, d. h., sie sind zusammenpreßbar. Die zusammengepreßten Substanzen sollen eine Migration des Wassers infolge Kapillarität gestatten, d.h., es darf sich keine Schicht bilden, die bei der Temperatur, bei der die Schicht zusammengepreßt wird, für die Flüssigkeit undurchlässig ist, was in manchen Fällen die obere Grenze des Druckes festlegt, der beim Zusammenpressen des Gemisches anwendbar ist Daraus folgt, daß die gemäß der Erfindung hergestellten Platten mehr oder weniger durchlässig für das Wasser sind, das bei dem Verfahren benutzt wird, außer natürlich, wenn eine spätere Behandlung diese Durchlässigkeit beseitigt. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es. Platten herzustellen, die durch ihre Eigenschaften und einen im Verhältnis zu den üblichen Techniken sehr niedrigen Selbstkostenpreis sehr interessant sind. Man kann so Platten von sehr geringer Stärke und großen Abmessungen aus mineralischen Substanzen wie Ton od. dgl. in kurzer Zeit herstellen, die, verstärkt durch Zuschlagstoffe, Fasern oder Schichten, nach den klassischen Verfahren sehr schwierig oder nur zu einem sehr hohen Selbstkostenpreis herstellbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung durch Beispiele erläutert:

Beispiel 1

Man bereitet ein Gemisch aus 50 Teilen trockenem Ton, 50 Teilen Sand und 10 Teilen Natriumhydroxid in Blättchenform. Der Erhitzungsversiich r*\ Autoklaven zeigt, daß man dem Gemisch ungefähr 10 Teile Wasser beigeben muß, damit die Reaktion vollständig ist. Darüber hinaus gibt man weitere 5 Teile Wasser hinzu. Dieses Gemisch wird dann in einer Schicht von 10 mm Stärke auf einer metallischen Platte ausgebreitet. Auf diese Schicht legt man eine dünne Papierschicht, danach einen Metallrost mit Maschen von 1 mm. Das Ganze wird dann zwischen die beiden Pressenplatten einer auf 180⁰C erhitzten Presse gebracht. Man wendet einen Druck von 30 kg/cm² an. Nach 30 Sekunden stellt man fest, daß auf der Seite des Metallrostes Wasserdampf ausströmt, der nach 2 Minuten 30 Sekunden zu strömen aufhört. Innerhalb von 10 Sekunden nimmt man den Druck weg. Man erhält eine harte Platte von 4 mm Stärke, die gebranntem Ton ähnelt, eine Biegefestigkeit von 310 kg/cm² hat und eine glatte sowie eine mit der dünnen Papierschicht bedeckte Oberfläche aufweist.

Beispiel 2

Man verfährt genauso wie bei Beispiel 1, aber anstatt eine Papierschicht zu verwenden, legt man eine Holzfolie von 2 mm Stärke auf die Schicht und darüber den Metallrost. Man preßt bei 180⁰C mit 30 kg/cm-'. Nach 1 Minute stellt man fest, daß auf der Seite des Metallrostes Wasserdampf ausströmt, der nach 2 Minuten 30 Sekunden zu strömen aufhört. Man nimmt den Druck dieses Mal innerhalb von 30 Sekunden weg, wobei wiederum Dampf ausströmt, der noch in den unteren Schichten der Holzfolie vorhanden war. Man erhält eine Platte von 4 mm Stärke, die eine Biegefestigkeit von 350 kg/cm² aufweist und die auf beiden Seiten glatt ist.

Beispiel 3

Man verfährt genauso wie in Beispiel 1, aber anstatt eine Papierschicht zu verwenden, breitet man auf dem Gemisch eine 3 mm starke Schicht feinen Sandes mit einer Korngröße von 0,2—0,5 mm aus, dann legt man den Metallrost darüber. Man preßt bei 180°C mit 30 kg/cm². Nach 15 Sekunden stellt man fest, daß auf der Seite des Metallrostes Wasserdampf ausströmt, der

ίο nach 2 Minuten zu strömen aufhört Man nimmt den Druck innerhalb von 5 Sekunden weg. Nachdem man die nichthaftende Sandschicht entfernt hat, erhält man eine Platte von 5 mm Stärke, die eine Biegefestigkeit von 240 kg/cm² hat, und die auf einer Seite glatt und auf

ü der anderen Seite rauh ist. Wenn man anstelle von trockenem Sand feuchten Sand mit 15% Feuchtigkeit verwendet, erhält man wieder eine Biegefestigkeit von 310 kg/cm².

Bei der Herstellung von Platten mit sehr grorfen Abmessungen ist es wichtig, daß man sicherstellt, daß der Druck während des Preßvorganges gleichmäßig auf die ganze Fiäche ausgeübt wird. Zu diesem Zweck verwendet man als Unterlage entweder die Sandschicht von Beispiel 3 oder eine Schicht eines zusammenpreß-

2^Γ) baren Materials auf Fasern oder Partikeln, wie zum Beispiel Holzspänen. Man könnte jedes andere weiche und poröse Material als Zwischenschicht verwenden.

Beispiel 4

so Man bereitet ein Gemisch gemäß Beispiel 1. Dieses Gemisch wird dann auf einer Preßplatte ausgebreitet, auf die man vorher einen Metallrost von 0,5 mm Stärke mit Maschen von 2 mm gelegt hat, wobei das Gemisch eine Schicht von 3 mm Stärke bildet. Auf diese Schicht

r> legt man eine Holzfolie von 2 mm Stärke, die 15% Feuchtigkeit enthält, danach einen Rost. Man preßt bei 180⁰C mit 30 kg/cm² wie in Beispiel 2. Man erhält eine armierte Platte von 1,5 mm Stärke, die sehr stoßfest und geringfügig flexibel ist und die der Flamme eines Schweißbrenners völlig widersteht.

Man kann als Armierungsmaterial Fasern, Fäden, Textilien od. dgl. verwenden. Man erhält so Platten, die bei sehr geringer Stärke eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen.

Beispiel 5

Man bereitet ein Gemisch gemäß Beispiel 1. Man gibt diesem Gemisch 20 Teile Holzspäne bei, die vorher von Zement ummantelt wurden. Auf einer Preßplatte breitet man eine Schicht von 10 mm Stärke aus. Auf diese Schicht legt man die nach dem Beispiel 4 hergestellte Platte, dann den Metallrost. Man preßt bei 180⁰C mit 30 kg/cm² wie in Beispiel 2. Die in Beispiel 4 erhaltene Platte spielt, da sie für Wasserdampf durchlässig ist, die gleiche Rolle wie die Holzfolie in dem Beispiel 2; außerdem ist sie äußerst temperaturbeständig und äußerst widerstandsfähig gegen die verschiedensten chemischen Stoffe.

Der in den vorhergehenden Beispielen verwendete Ausdruck »Platte« bezeichnet auch andere Formen, die durch Pressen, Tiefziehen oder Gießen hergestellt werden können. Es ist notwendig, daß wenigstens eine Seite der Platte nit einer Zwischenschicht zur kontrollierten Verdampfung des Wassers versehen ist, die entweder eine Zwischenschicht aus einem porösen Material ist, die bei jedem Vorgang erneuert wird, z. B. Papier, oder eine Zwischenschicht eines Materials aus Fasern oder Partikeln, die bei jedem Vorgang erneuert

,vird, ζ, B. Sand oder HolzspSne, oder eine Zwischenschicht eines porösen Produktes, das auf einem Teil der Form befestigt ist, z. B. Holz als Folie oder jede feste oder weiche poröse Oberfläche, mit der man außerdem eine glatte Oberfläche erhalten kann, oder ein Metallrost oder eine durchlöcherte Platte entsprechend der Korngröße der zu gießenden Materialien.

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen von Platten od. dgl, aus zusammenpreßbaren mineralischen Substanzen, wobei diese in Form von Pulvern, Partikeln oder Fasern gegebenenfalls mit weiteren üblichen Zuschlagstoffen mit Wasser sowie einem mit dem Wasser in der Wärme reagierenden und aushärtenden Bindemittel zu einem Gemisch aufbereitet werden und das Gemisch in Form einer Schicht unter gleichzeitiger Anwendung von mechanischem Druck und Wärme bei einer oberhalb 100° C liegenden Temperatur zur Platte verprettt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischschicht vor dem Verpressen zumindest: einseitig mit wenigstens einer wasserdampf- und gasdurchlässigen Zwischenschicht versehen wird und daß das Wasser im Zuge der Gemischaufbereitung in einer derartigen Menge beigegeben wird, daß es in der Gemischschicht während der gesamten Verpressungszeit bezogen auf die Bindemittelreaktion im Oberschuß vorliegt, wobei es während des Verpressens durch Anwendung eines über dem Sättigungswasserdampfdruck liegenden mechanischen Drucks in der Gemischschicht im flüssigen Zustand gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralische Substanz trockener Ton und als Bindemittel Natriumhydroxid eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein Metallroit verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Gemischschicht nicht reagierende, wasserabsorbierende Zwischenschicht eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserabsorbierende Zwischenschicht zwischen der Gemischschicht und dem Metallrost angeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserabsorbierende Zwischenschicht vor der Vereinigung mit der Gemischschicht mit Wasser angefeuchtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser dem Gemisch mit einem Überschuß von 50% beigegeben wird.