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Verfahren zur Herstellung von Leichtbauformkörpern Die Erfindung liegt
auf dem Gebiet der schwer- bis nichtentflammbaren Leichtbauformkörper aus Faserstoff
mit Sorelzement unter Zusatz eines Stabilisators sowie in einem Verfahren zur Herstellung
solcher, vorzugsweise plattenförmiger Leichtbauformkörper, bis zu sehr großen Abmessungen
im ununterbrochenen Arbeitsgang.
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Es sind poröse Baustoffe aus Sorelzement und organischen oder anorganischen
Füllstoffen bekannt, bei deren Herstellung ein schaumbildendes Mittel mit einer
wäßrigen Magnesiumchloridlösung gemischt und danach dieser Schaummasse allmählich
Kunstharz und/oder Bitumen zusammen mit Magnesiumoxyd und dem Füllstoff beigegeben
werden. Aus diesen Baustoffen lassen sich auch Formkörper herstellen, die jedoch
den Nachteil haben, daß sie ein ziemlich hohes Gewicht, aber nur eine geringe Biegefestigkeit
aufweisen. Plattenartige Formkörper von großen Ab-
messungen, die eine befriedigende
Stabilität haben, lassen sich dagegen nach dem bekannten Verfahren nicht fertigen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das Verfahren nach der Erfindung
zur Herstellung von Leichtbauformkörpern darin, daß eine Faserstoffmasse, vorzugsweise
aus Defibratorstoff, mit Sorelmörtel unter Zusatz eines Stabilisators zu einem ziehenden
Teig mechanisch geschäumt, mit wenig Schaum- oder Treibmittel zusätzlich porös gemacht,
im kontinuierlichen Arbeitsgang zu großflächigen, vorzugsweise sehr dünnen Körpern
geformt und bei über 100° C getrocknet wird.
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Hierzu wird die Faserstoffmasse mit Magnesiumchxid bzw. Magnesiumsulfat
und gebranntem angeteigt, so daß bei abgestimmtem Wasserzusatz ein streichfähiger,
knetbarer Teig entsteht. Diesem werden je nach Verwendungszweck geringe Mengen Kunstharze,
Stabilisatoren, Schaum- und Treibmittel, einzeln oder gemeinsam beigemischt. Es
entsteht ein lockerer, schäumiger Brei, der wie ein Brotteig, also sämig zieht.
Dieser sämige Teig, der etwa 45 bis 50 °/o Feststoff' enthält, wird zu dünnen Platten
von wählbarer Dicke ausgebreitet, geformt und bei über 100° C getrocknet.
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Als Ergebnis entsteht eine Leichtbauplatte, die bis zu wenigen Millimetern
Dicke haben kann, von einer Rohwichte, die bis auf unter 0,3 g je Kubikzentimeter
, einstellbar ist. Die Biegefestigkeit ist bei einer Rohwichte von 0,4 g je Kubikzentimeter
beispielsweise 25 kg je Quadratzentimeter, das Gesamtporenvolumen etwa 87 °/o, davon
rund 7 % intrazellular.
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Die auf diese Weise hergestellten Platten schwinden ; weder, noch
quellen sie unter Feuchtigkeitseinfluß. Sie behalten genau jede Form, in die sie
gegossen bzw. ausgestrichen worden sind. Sie sind schwer- bis nichtentflammbar.
Sie glühen nicht nach.
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Die nach der Erfindung gefertigten Platten ähneln in ihrem morphologischen
Aufbau aus Fasern den bekannten Holzfaserdämmplatten. Auch in ihren Abmessungen,
die bis zu mehreren Metern Länge und Breite und bis zu einer Dicke von wenigen Millimetern
abwärts gehen können, ähneln sie diesen Holzfaserplatten. Sie können ebenso wie
diese befördert und bautechnisch verwendet werden.
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Zum Unterschied von den bekannten Holzfaserdämmplatten bestehen sie
jedoch aus Fasern mit mineralisierter Oberfläche und mineralischer Bindung. Sie
haben eine äußerst hohe Porosität, die die einer Holzfaserdämmplatte wesentlich
übertrifft. Hauptsächlich aber wird nach dem neuen Verfahren eine mechanisch feste
Platte geschaffen, der während der Herstellung eine beliebige Raumform und eine
große Auswahl an Oberflächengestaltungen verliehen werden kann. Die von einer Oberfläche
zur gegenüberliegenden reichende kapillare Porosität erreicht das Ausmaß von 80
°/o des Gesamtvolumens gegenüber rund 50 %
üblicher Holzfaserdämmplatten.
Diese für die Schalldämmung so wesentliche Durchlässigkeit bleibt nach der Erfindung
auch durch angepaßte Oberflächenaufträge erhalten.
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Bei der Herstellung kann die Platte während ihrer Formung eine glatte
bis sehr rauhe und unregelmäßige, auch zerklüftete Oberfläche erhalten, so wie dieses
dem
Wunsche der Besteller entspricht. Die Platten können mit beliebigen
Profilen wie Rillen, Warzen oder auch mehr oder weniger regelmäßigen Narben versehen
werden. Alle diese Formen lassen sich sehr genau herstellen, ohne das Porensystem
zu beeinträchtigen. Sie bleiben bei der Trocknung erhalten.
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Das Ausgangsmaterial der erfindungsgemäßen Platte ist Faserstoff,
der vorzugsweise nach dem Defibrator-oder ähnlichen Verfahren erzeugte Holzfasern
enthält, die teilweise durch mineralische oder organisch synthetische Fasern, z.
B. Glaswolle oder Stapelfasern, ersetzt werden können. Der Wassergehalt der Holzfasern,
soweit er tropfbar flüssig ist, wird beim Kneten ohne weiteres durch den Zusatz
des Magnesiumchlorids und des gebrannten Magnesits aufgenommen. Diese beiden mineralischen
Bestandteile werden, wie bei Sorelzement, etwa im Verhältnis 1 : 4 zugesetzt. Durch
die Knetung und Schäumung überziehen die Sorelzementteilchen vollständig die Faseroberfläche.
Sie reichen für deren gleichmäßigen Überzug aus, obwohl die freie Oberfläche der
im Defibrator erzeugten Holzfasern um einige Zehnerpotenzen größer als die Oberfläche
der bisher für Bauplatten aus zementgebundenen Holzspänen oder Holzwolle verwendeten
Stoffe. Daher wird bei Verwendung von etwa 15 bis 20 % Fasermasse die ganze
mineralische Zementmasse auf der Oberfläche der Fasern und an deren Knotenstellen
gebildet und verteilt. Mithin sind freie Nester von Mineralkörpern oder größere
freie Zementabbindungen praktisch nicht zu beobachten. Dieses bedeutet, daß durch
die Einknetung und Schäumung des Sorelzementes die Festigkeit des Faserstoffes sich
trotz ihrer hohen Porosität erhöht, statt - wie bei Holzwolleleichtbauplatten -
gegenüber der Biegefestigkeit der reinen, ungebundenen Holzplatte abzusinken. Zum
Vergleich mit solchen Holzwolleleichtbauplatten tritt eine merkliche Verbesserung
der relativen Festigkeit, gemessen am Porenraum, dadurch ein, daß die Knetung und
Teigbildung nach dem neuen Verfahren ein wesentlicher Schritt ist, während Holzwolle
oder -späne wegen ihrer mechanischen Festigkeit kaum knetbar sind. Hinzu kommt,
daß durch den nahezu völligen Überzug der Fasern die mechanischen Schadstellen der
Fasern abgedeckt werden. Dieses bedeutet eine Steigerung der mechanischen Festigkeit
der Fasern.
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Es muß angenommen werden, daß die Zeitdauer für die Abbindung und
Erhärtung des Zementes infolge der außerordentlich kleinen Teilchen und großen Oberflächen
gegenüber dem Bekannten sehr erheblich abgekürzt wird. Doch spielt dieser Mineralisierungsvorgang
nur eine untergeordnete Rolle mit Rücksicht darauf, daß der Zusatz einer geringen
Menge eines Kunstharzes und/oder Stabilisators zusätzlich eine vorzügliche Verfestigung
der Masse bedeutet und wahrscheinlich in erster Linie für das auffällige Ziehen
des Teiges verantwortlich ist.
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Auch wenig zugesetztes Schaummittel, z. B. Alkali-Alkylnaphthalinsulfat,
das ohne Druck einfach durch Einrühren einverleibt wird, übt in dem neuen Verfahren
eine eigenartige Wirkung aus. Der erzeugte Schaum genügt durchaus, die elastischen
Fasern auseinanderzudrücken. Wird anschließend der zur Platte oder in anderen Formstücken
ausgestrichene Teig bei über 100° C getrocknet, so platzen oder vergehen die Blasen
des Schaumes unter Hinterlassung eines entsprechend kapillar zusammenhängenden Hohlraumes
in der erstarrten Masse. Ähnliche vorteilhafte Wirkungen treten nach, aber auch
bereits bei alleiniger Einführung von Eindickern auf, wie z. B. Kunstharzen und
Stabilisatoren.
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Die neuen Formkörper können, wenn nötig, oberflächlich geschliffen
werden. Sie sind mit üblichen Werkzeugen spanabhebend zu bearbeiten und nagelbar.
Schrauben halten in ihnen fest.
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Beispiel Defibratorstoff mit 16 % Wassergehalt wird mit Magnesiumchlorid
und gebranntem Magnesit im Verhältnis 1 : 4 zu einem Teig geknetet, dem dann 4 bis
5 °/o flüssiges Harnstoffharz, bezogen auf das Gewicht von Defibratorstoff, Magnesiumchlorid
und gebranntem Magnesit, zugesetzt werden, bis der Teig zieht. Dann werden etwa
2 Gewichtsprozent eines Schaummittels gleichförmig eingerührt, bis der Gesamtteig
schäumig ist. Dieser Teig wird in dünne, großflächige Formstücke ausgebreitet und
zur Härtung und Trocknung auf rund 120° C erwärmt. Diese erstarren nach einer Wärmeeinwirkung
von wenigen Minuten zu einer gebrauchsfertigen Leichtbauplatte einer Rohwichte von
etwa 0,3 bis 0,4 g je Kubikzentimeter, die ohne Schrumpfung austrocknet, 870/0 Porenraum
und eine äußerst hohe, gleichmäßig verteilte Feinkapillarität besitzt sowie eine
auch im Großbetrieb vorzügliche Formbeständigkeit. Die Platte schwindet nicht mehr,
sie quillt auch nicht, sie behält auch unter Feuchtigkeitseinfluß die ursprüngliche
Form bei. Sie ist schwerbis nichtentflammbar.
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Der entscheidende Unterschied des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
gegenüber dem bisher Bekannten ist darin zu sehen, daß nach der Erfindung nach der
mechanischen Schäumung und vor der Trocknung noch Schaum oder Treibmittel zugesetzt
werden, was bewirkt, daß die Platte erheblich leichter wird. Demgegenüber sollen
nach dem bekannten Verfahren alle Schaummittel vor der Mischung zugesetzt werden,
wodurch der Schaum schnell wieder erheblich zusammenfällt. Auch sollen nach dem
bekannten Verfahren Kunstharz, Bitumen, Magnesiumoxyd und das Füllmittel erst nach
Herstellung der Schaummasse beigegeben werden, wodurch wiederum der Schaum zerstört
wird.
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Vergleichsversuche haben jedoch gezeigt, daß leichte Platten nur dann
herzustellen sind, wenn die Schäumung sehr lange nachwirkt.
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Vergleichsversuche nach dem Rezept des Beispiels ergaben bei etwa
gleichen Festkörperanteilen Werte von 0,49 kg je Liter bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren und 0,98 kg je Liter nach dem bekannten Verfahren. Die gleichen Relationen
kommen auch in den Rohdichten der fertigen und getrockneten Platten zum Ausdruck.
Während die Rohdichte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 0,39 g je Kubikzentimeter
betrug, lag diese nach bekannten Verfahren bei 0,64 g je Kubikzentimeter. Trotz
der wesentlich niedrigeren Rohdichte der Platten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
zeigten sie sich aber in ihrer mechanischen Festigkeit gegenüber denen nach bekannten
Verfahren hergestellten stark überlegen. Es wurden bei gleicher Dicke bei Platten
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 25,4 kg je Quadratzentimeter und nach bekannten
Verfahren von 19,6 kg je Quadratzentimeter Biegefestigkeiten gefunden.
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Bezieht man die Biegefestigkeiten auf das zu ihrer Erreichung nötige
Holzgemisch, so ergibt sich, daß diese bei Verwendung von Defibratorstoff um mehr
als 100 °/Q gegenüber Holzwolle gesteigert werden. Das
neue Verfahren
erlaubt ferner die Plattendicke auf 15 mm und weniger zu senken, was für Holzwolle
oder -späne kaum möglich wäre.