DE68902554T2

DE68902554T2 - Zementprodukt.

Info

Publication number: DE68902554T2
Application number: DE8989302245T
Authority: DE
Inventors: Christine Anne Durey; Michael Eric Lynn
Original assignee: Marley Tile AG
Current assignee: Marley Tile AG
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1989-03-07
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2009-03-08
Also published as: EP0332388A1; JPH04507393A; PT89921B; AU3342789A; ES2036028T3; WO1989008627A1; DE68902554D1; DK213390A; ZA891728B; GR3006369T3; EP0332388B1; ATE79850T1; GB8805481D0; DK213390D0; US5147459A; PT89921A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf zementartige Produkte und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung geformter und gehärteter zementartiger Produkte durch Härten oder Brennen von Zusammensetzungen, die reaktive Füllstoffe und Silicate enthalten. Unter zementartigen Produkten werden hierin Produkte verstanden, die aus zementartigen Zusammensetzungen hergestellt werden, nämlich aus Zusammensetzungen, die formbar oder sonstwie gestaltbar sind und die verfestigt werden können, beispielsweise durch Härten oder Brennen.
Die Entwicklung hochfester zementartiger Produkte ist seit langem Ziel umfangreicher Forschungsarbeiten. Zu Verfahren, die für die Herstellung solcher Produkte bereits vorgeschlagen worden sind, gehören der Zusatz faserartiger und/oder organischer polymerer Materialen zu ungehärteten zementartigen Zusammensetzungen und die Behandlung herkömmlicher zementartiger Zusammensetzungen zwecks Erniedrigung des Porenvolumens, um auf diese Weise sogenannte makrodefektfreie zementartige Produkte zu erhalten (EP-A 0 021 682). Eine Kombination dieser Techniken wird in EP-A 0 055 035 beschrieben. Die darin beschriebenen makrodefektfreien zementartigen Produkte (MDF- Produkte) leiden jedoch an dem Problem, daß das in ihnen enthaltene Polymer dazu neigt, daß es bei Kontakt mit Wasser aus dem gehärteten Zement mit der Folge herausgelöst wird, daß sich die Festigkeit des Produkts erniedrigt. Zudem verfügen die gehärteten Produkte im allgemeinen über eine schlechte Wärmestabilität sogar bei Temperaturen von nur 80ºC.
Es ist bereits verschiedentlich versucht worden, die Probleme einer schlechten Wasserstabilität und schlechten Wärmestabilität der zementartigen MDF-Produkte zu lösen, und zwar beispielsweise durch Behandlung mit Borsäure (GB-A 2 168 692), Herausbrennen des Polymers und anschließende Behandlung mit Wasser (GB-A 2 168 693) und sorgfältige Steuerung der Art des Calciumsilicats (GB-A 2 162 165). Ferner ist auch eine Vernetzung der Polymeren zwecks Verhinderung eines Herauslösens des Polymers vorgeschlagen worden (GB-A 2 181 726). Keine dieser Methoden hat sich jedoch als völlig zufriedenstellend erwiesen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Zusammensetzungen, die einen oder mehrere reaktive Füllstoffe (beispielsweise pozzolanische Materialien) und ein oder mehrere Alkalisilicate enthalten, zur Herstellung zementartiger MDF-Produkte mit hoher Festigkeit verwendet werden können, die sowohl über eine gute Wasserstabilität als auch eine gute Wärmestabilität verfügen. Dabei ist bisher nicht erkannt worden, daß sich die oben erwähnten Zusammensetzungen den unter hoher Scherkraft ablaufenden Mischverfahren unterziehen lassen, wie sie für die Bildung von MDF-Produkten notwendig sind, und daß sich solche Zusammensetzungen dann mit Erfolg formen und härten lassen, beispielsweise zu zusammenhängenden Platten geformt und dann gehärtet oder gebrannt werden können, wodurch sich zementartige MDF-Produkte mit vorteilhaften Eigenschaften ergeben.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein zementartiges MDF- Produkt, hergestellt durch Härten oder Brennen einer zementartigen Zusammensetzung, die Wasser, wenigstens einen reaktiven Füllstoff, beispielsweise ein pozzolanisches Material, und wenigstens ein wasserlösliches Alkalisilicat enthält, wobei nicht mehr als 4% des gesamten Volumens des Produkts aus Poren besteht, deren maximale Abmessung über 100 Mikron hinausgeht.
Vorzugsweise machen diese Poren nicht mehr als 2%, insbesondere nicht mehr als 0,5%, des gesamten Volumens des Produkts aus. Die Festigkeit des Produkts ist umso größer, je kleiner der Anteil der verhältnismäßig großen Poren ist. Vorzugsweise bestehen daher nicht mehr als 2% des gesamten Volumens des Produkts aus Poren, deren maximale Abmessung über 50 Mikron, insbesondere über 15 Mikron, hinausgeht.
Weiter ist bevorzugt, daß das gesamte Porenvolumen des Produkts nicht über 20% des gesamten Volumens unter Einschluß der Poren hinausgeht und vorzugsweise nicht 10% des gesamten Vo1umens übersteigt.
Zur Erfindung gehört weiter auch ein Verfahren zur Herstellung eines zementartigen Produkts gemäß obiger Definition, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine zementartige Zusammensetzung durch Vermischen unter hoher Scherkraft vermahlen wird, die hierdurch erhaltene vermahlene Zusammensetzung geformt wird, und die Zusammensetzung dann durch Härten oder Brennen verfestigt wird.
Unter einem reaktiven Füllstoff werden hierin Füllmaterialien verstanden, die chemisch mit einem Alkalisilicat unter Bildung einer zementartigen Zusammensetzung oder eines zementartigen Produkts reagieren können.
Geeignete reaktive Füllstoffe sind beispielsweise pozzolanische Materialien, wobei unter Pozzolanen eine Klasse von im allgemeinen silicatartigen oder aluminosilicatartigen Materialien verstanden wird, die selbst nicht zementartig sind, jedoch mit gelöschtem Kalk reagieren und eine zementartige Zusammensetzung oder ein zementartiges Produkt ergeben. Zu bevorzugten Beispielen für solche Materialien, die sich erfindungsgemäß verwenden lassen, gehören pulverisierte Brennstoffasche (PFA) oder Hochofenschlacke. Ein besonders bevorzugter reaktiver Füllstoff ist eine gemahlene und granulierte Hochofenschlacke, wie sie unter der Warenbezeichnung Censave von der Firma Civil & Marine Ltd., West Thurrock, Grays, Essex, Großbritannien, vertrieben wird. Zu anderen möglichen reaktiven Füllstoffen gehören unter-gebrannte Tone und Schiefer, gebrannter Gaize, Reishülsen, Bauxitabfall (ein Nebenprodukt der Aluminiumherstellung), natürliche Pozzolane, wie vulkanische Aschen, und pyrogen erzeugtes Siliciumdioxid. Pyrogen erzeugtes Siliciumdioxid ist ein bekanntes Material, das äußerst feine kugelförmige Teilchen von Siliciumdioxid enthält und das beim Schmelzen hochverzweigte Strukturen eines thixotropen Rauchs von Siliciumdioxid ergibt, während in einem nicht thixotropen Rauch keine signifikante Neigung zur Bildung verzweigter Ketten besteht.
Die erfindungsgemäß geeigneten reaktiven Füllstoffe enthalten vorzugsweise Calcium als eines der Kationen, welches für eine verbesserte Wasserstabilität sorgt. Im Hinblick auf seinen niedrigeren Calciumgehalt wird Siliciumdioxidrauch (pyrogen erzeugtes Siliciumdioxid) zweckmäßigerweise in Kombination mit ein oder mehreren calciumhaltigen reaktiven Füllstoffen angewandt.
Der reaktive Füllstoff besteht zweckmäßigerweise aus Teilchen, die einen Durchmesser von weniger als 200 Mikron und vorzugsweise von weniger als 100 Mikron haben.
Das erfindungsgemäß zu verwendende wasserlösliche Alkalisilicat kann beispielsweise ein Natriumsilicat, Lithiumsilicat oder ein sonstiges Silicat sein, wobei Natriumsilicate jedoch bevorzugt sind. Wäßrige Lösungen solcher Silicate sind hoch basisch, und die Art der Silicatanionen ist variabel. Diese Silicate können daher beispielsweise als oligomere Polysilicate vorliegen, obwohl auch kürzere Ketten unter Einschluß von dimeren, trimeren und tetrameren Silicaten möglich sind. Ein solches geeignetes Material ist das unter der Warenbezeichnung Kleenodense 145K von der Firma Akzo Chemie, Amersfoort, Niederlande, erhältliche Produkt, und hierbei handelt es sich um eine viskose Flüssigkeit mit einem pH-Wert von etwa 12, welche oligomere Natriumund Kaliumsilicate enthält. Dieses Material wird für die Anwendung bei der Herstellung sogenannter Polysilbetone verwendet, und diese Betone bestehen im allgemeinen aus Kleenodense, Flugasche und einem Zuschlagstoff, wobei trotz der leichten Zugänglichkeit die Möglichkeit der Verwendung von Kleenodense bei der Herstellung zementartiger MDF-Produkte bisher allerdings nicht erkannt worden ist. Andere geeignete Materialien sind Crosfield Crystal Sodium Silicate 100N (Natriumsilicat), Crystal 112, Crystal 120 und Crystal 125, und diese Produkte sind von der Firma Crosfield Chemicals Ltd., Warrington, Großbritannien, erhältlich. Im allgemeinen sind die erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Alkalisilicate billiger als organische Polymere, die bisher bei der Herstellung hochfester zementartiger Produkte verwendet worden sind.
Es hat sich gezeigt, daß die höher viskosen Silicate ein Produkt mit einer besonders guten Festigkeit ergeben. Das zu verwendende Alkalisilicat soll daher eine Viskosität von vorzugsweise wenigstens 500 Centipoise, insbesondere wenigstens 1000 Centipoise, und vor allem wenigstens 2000 Centipoise, haben.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen zementartigen MDF- Produkte verwendeten Vorläuferzusammensetzungen können gegebenenfalls auch weitere Bestandteile enthalten. So sind beispielsweise kleine Mengen an hydraulischem Zement, wie Portland-Zement oder Zement mit hohem Gehalt an Aluminiumoxid, vorzugsweise dann vorhanden, wenn man die Härtungsreaktion beschleunigen und die Handhabung der Mischung verbessern möchte. Ferner werden vorzugsweise auch Mittel zur Verbesserung des Fließverhaltens, wie Glycerin, verwendet, und es kann auch die Verwendung eines Verdickungsmittels wünschenswert sein, falls das Alkalisilicat eine niedrigere Viskosität hat. Andere mögliche Zusätze sind beispielsweise nicht reaktive Füllstoffe und Zuschlagstoffe, wie feiner Quartzsand, Calciumcarbonat und Talk.
Eine Einarbeitung von Fasern in die Vorläuferzusammensetzungen kann zu einer Verbesserung des Vermahlverhaltens führen und ferner auch ein Endprodukt mit besserer mechanischer Festigkeit und auch Schlagfestigkeit ergeben. Zu hierfür geeigneten Fasern gehören Nylon- (Polyamid-), Polypropylen-, Polyester- und Polyacrylnitrilfasern.
Die Anteile der verschiedenen Bestandteile werden so ausgewählt, daß sich eine Vorläuferzusammensetzung ergibt, die unter einer hohen Scherkraft zufriedenstellend vermischt werden kann und die sich dann entsprechend formen und härten läßt. Im allgemeinen enthält das Gemisch vorzugsweise 30 bis 90 Gewichtsprozent, insbesondere 50 bis 85 Gewichtsprozent, und vor allem 60 bis 80 Gewichtsprozent, eines reaktiven Füllstoffes sowie vorzugsweise 1 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere 3 bis 15 Gewichtsprozent, und vor allem 5 bis 12 Gewichtsprozent, eines Alkalisilicats (Trockengewicht). Hinsichtlich der wahlweise vorhandenen Bestandteile können die Vorläuferzusammensetzungen vorzugsweise bis zu 20 Gewichtsprozent, insbesondere 2 bis 20 Gewichtsprozent, und vor allem 5 bis 10 Gewichtsprozent, eines hydraulischen Zements und vorzugsweise bis zu 5 Gewichtsprozent, insbesondere 0,2 bis 2 Gewichtsprozent, Glycerin enthalten. Der Wassergehalt der Vorläuferzusammensetzungen im jeweiligen Gemisch beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere 3 bis 20 Gewichtsprozent, und vor allem 5 bis 15 Gewichtsprozent. Alle oben angegebenen Prozentwerte sind auf das Gesamtgewicht des Gemisches bezogen.
Die Vorläuferzusammensetzungen werden einem Vermischen unter hoher Scherkraft unterzogen, und zwar vorzugsweise einem Vermischen, wie es bisher schon bei der Herstellung zementartiger MDF-Produkte angewandt wurde (EP-A 0 021 682). Dieses Vermischen kann in einem mit Mischblättern versehenen Hochleistungsmischer oder in einem Schneckenextruder erfolgen, wird am besten jedoch durch Kalandern in einem Zweiwalzenstuhl bewirkt, wobei die Zusammensetzung wiederholt durch den Spalt zwischen den Walzen geführt wird, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, nämlich beispielsweise unter einem Verhältnis von etwa 4:5 oder etwa 10:11.
Selbstverständlich ist die Konsistenz der Mischung für die Festlegung der Bedingungen beim Vermischen wichtig, wobei natürlich auch die Menge an Wasser und sonstigen Bestandteilen so ausgewählt werden muß, daß sich eine mischbare bzw. knetbare Zusammensetzung ergibt. Die mischbaren Vorläuferzusammen-Setzungen sollen vorzugsweise über ein solches Fließverhalten verfügen, daß sie unter einer minimalen Kraft ohne weiteres fließen, wie dies in EP-A 0 055 035 und in Phil. Trans. R. Soc. Lond. A310, Seiten 139 bis 153 (1983), beschrieben ist, und dies bedeutet, daß diese Zusammensetzungen ein Fließverhalten vom sogenannten Bingham-Typ aufweisen sollen. Ein derartiges Fließverhalten sorgt für gute Eigenschaften beim Vermischen und ergibt eine hohe Festigkeit für das erhaltene gehärtete oder gebrannte Produkt. Die Walzen des Zweiwalzenstuhls werden vorzugsweise so eingestellt, daß sich eine kalandrierte Platte mit einer Dicke von nicht mehr als 20 mm, beispielsweise von etwa 1 oder 2 bis 20 mm, ergibt, wobei das Kalandern solange wiederholt wird, bis eine im wesentlichen homogen kalandrierte Platte erhalten ist.
Nach gründlicher Durchmischung werden die Zusammensetzungen geformt und dann durch Härten oder Brennen verfestigt, wodurch sich die erfindungsgemäßen zementartigen MDF-Produkte ergeben. Die Stufe der Formung umfaßt zweckmäßigerweise ein Verpressen, was wiederum in einer Weise durchgeführt wird, wie sie für die Herstellung zementartiger MDF-Produkte bekannt ist, und zwar beispielsweise bei einem Druck im Bereich von 0,5 bis 5 MPa, vorzugsweise von 2 bis 4 MPa. Zweckmäßigerweise wird das geformte Produkt dann einer ersten Verfestigungs- oder Härtungsstufe unterzogen, um so für eine Formstabilität zu sorgen, bevor das Produkt dann gehärtet oder gebrannt wird. Diese Stufe der Verfestigung kann bei Umgebungstemperatur oder erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei einer Temperatur von 10ºC bis 100ºC, während einer Zeitdauer von 5 Minuten bis zu 24 Stunden, durchgeführt werden. Erfolgt die Formung unter Anwendung von Druck, dann kann die Stufe der Verfestigung unter Beibehaltung dieses Drucks durchgeführt werden. Nach erfolgter Verfestigung kann das geformte Produkt gewünschtenfalls bewegt und beispielsweise in einen Härtungsofen gegeben werden. Die Härtung wird bei Temperaturen von vorzugsweise im Bereich von 10 bis 120ºC, insbesondere von 60 bis 100ºC, und während einer Zeitdauer von 6 Stunden bis zu 7 Tagen oder länger, beispielsweise über Nacht, durchgeführt. Die Härtung wird zweckmäßigerweise unter feuchten Bedingungen vorgenommen, indem die Produkte beispielsweise in Kunststoffsäcke oder sonstige Behälter eingeschlossen sind, um hierdurch ein Schrumpfen infolge des Verlustes an Wasser zu unterbinden. Eine wesentlich schnellere Härtung läßt sich gewünschtenfalls durch Anwendung einer Mikrowellenstrahlung erreichen, und in einem solchen Fall kann die Härtung beispielsweise innerhalb weniger als einer Stunde beendet sein. Als Alternative zur Härtung können die Zusammensetzungen auch gebrannt werden, und zwar beispielsweise bei Temperaturen von 600 bis 1200ºC, vorzugsweise von 800 bis 1000ºC, während einer Zeitdauer von 15 Minuten bis zu 2 Stunden, vorzugsweise von 30 Minuten bis zu 1,5 Stunden.
Die oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung zementartiger MDF-Produkte bilden weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung.
Die Herstellung zementartiger MDF-Produkte mit hoher Biegefestigkeit, beispielsweise mit MOR-Werten von über 15 MPa, ermöglicht den Einsatz dieses neuen Materials für einen breiten Anwendungsbereich, wie zur Herstellung von Dachziegeln oder Dachplatten mit hoher Biegefestigkeit. Andere Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäßen zementartigen MDF-Produkte sind Materialien für Platten oder Fliesen, für Fußböden im häuslichen und industriellen Bereich, Fliesen für Wände, Platten für Wände, Decken, Böden und Dächer, korrugierte Platten, beispielsweise für Einzäunungen oder Bedachungen, und extrudierte Rohre.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Bei der darin verwendeten pulverisierten Brennstoffasche handelt es sich um ein Produkt mit der Warenbezeichnung Pozzolan der Firma Pozzolanic-Lytag Ltd., Hemel Hempstead, Herts, Großbritannien, während das Produkt mit der Warenbezeichnung Kleenodense 145K von der Firma Akzo Chemie, Amersfoort, Niederlande, stammt, und das Produkt Zement Fondu von der Firma Lafarge Aluminous Cement Company Ltd., Grays, Essex, Großbritannien, erhältlich ist. Die Crosfield Crystal Silicate sind erhältlich von der Firma Crosfield Chemicals Ltd., Warrington, Großbritannien, während das Produkt Omya BLR3 Chalk (Kalk) von der Firma Croxton & Garry Ltd., Dorking, Surrey, Großbritannien, zu erhalten ist, und das Produkt Elkem Micro Silica bei der Firma Elkem Chemicals Ltd., High Wycombe, Bucks., Großbritannien, gekauft werden kann.

Beispiel 1

Es wird eine Mischung hergestellt, die 74,5 Gewichtsprozent pulverisierte Brennstoffasche (Pozzolan), 21 Gewichtsprozent Kleenodense 145K (46,8% Feststoffe, 53,2% Wasser), 4% Zement- Fondu (Zement mit hohem Gehalt an Aluminiumoxid) und 0,5% Glycerin, enthält. Das Vermischen erfolgt in einem Hobart- Planetenmischer während 1 bis 2 Minuten, worauf die Mischung in einen Zweiwalzenstuhl, dessen Walzen sich unter Geschwindigkeiten im Verhältnis von 4:5 drehen, übertragen und darin mittels etwa fünf Durchgängen zwischen den Walzen weitervermischt und zu einer homogenen Platte mit einer Dicke von etwa 3 mm geformt wird. Das kalandrierte Material wird dann in eine Presse mit einer flachen Form übertragen, in welcher es bei 3 MPa während 10 Minuten bei Umgebungstemperatur gepreßt wird.
Nach dem Pressen wird die Platte in einem Ofen bei 80ºC während 30 Minuten weiter verfestigt, worauf sie entformt und dann bei 80ºC über Nacht in einem verschlossenen Sack gehärtet wird.
Aus der gehärteten Platte werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Es wird der Dreipunktmodul der Bruchwerte unter Anwendung der folgenden Formel bestimmt:
worin folgendes gilt:
MOR = Bruchmodul (MPa)
(MOR = Modulus of Rupture)
W = Bruchlast (N)
L = Abstand zwischen den Trägern (mm)
d = Dicke (mm)
b = Breite (mm)
Hierbei wurde das folgende Ergebnis erhalten:
Trockenfestigkeit = 12,4 MPa.

Beispiel 2

Unter Anwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Maßnahmen wird eine Formulierung hergestellt, vermahlen und gehärtet, um das Material zwecks einer leichteren Handhabung zu verfestigen.
Nach erfolgter Härtung wird die Platte 1 Stunde bei 1000ºC gebrannt, worauf sie auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Aus der gebrannten Platte werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Der Dreipunktmodul des Bruchwerts der Prüfkörper beträgt 25,8 MPa (trocken).

Beispiele 3 bis 6

Aus den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Formulierungen werden makrodefektfreie Materialien hergestellt. Die Vermischung und Verarbeitung dieser Materialien erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben.
Aus der gehärteten Platte werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Es wird der Dreipunktmodul der Bruchwerte bestimmt, und diese Werte sind ebenfalls in der Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Beispiel Pozzolan (Pulverisierte Brennstoffasche) Gewöhnlicher Portlandzement Kleenodense 145K Crystal Bruchmodul (trocken [MPa]) Bruchmodul (naß [MPa]) Bedingungen beim Pressen und Härten 3 MPa, RT*, 20-30 Minuten; 14 Tage bei 50ºC in einem geschlossenen Kunststoffsack *RT = Raumtemperatur

Beispiele 7 bis 10

Aus den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Formulierungen werden makrodefektfreie Materialien hergestellt. Die Vermischung und Verarbeitung dieser Materialien erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben.
Aus den gehärteten Platten werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Es wird der Dreipunktmodul der Bruchwerte bestimmt, und diese Werte sind ebenfalls in der Tabelle 2 angegeben.
Zwecks Prüfung der Verwerffestigkeit der Produkte werden Platten der Beispiele 7 und 8 zwei Wochen lang mit einer Seite mit Wasser in Kontakt gehalten. Nach dieser Zeitdauer läßt sich keinerlei Verwerfung feststellen. Die Platten der Beispiele 7 und 8 werden auch einer Porengrößenanalyse durch Quecksilberintrusionsporosymmetrie unterzogen. Hierbei ergibt sich für beide Fälle eine maximale Porengröße von 0,4 Mikron. Tabelle 2 Beispiel Hochofenschlacke (Cemsave) Kleenodense 145K Crystal Bruchmodul (trocknen [MPa]) Bruchmodul (naß [MPa]) Bedingungen beim Pressen und Härten 3 MPa, RT, 15 Minuten; 24 Stunden bei 50ºC, 144 Stunden bei 80ºC in einem geschlossenen Kunststoffsack

Beispiele 11 und 12

Hier wird der Zusatz eines feinen reaktiven Füllstoffs, nämlich von pyrogen erzeugtem Siliciumdioxid, zur Grundformulierung untersucht. Unter Befolgung der im Beispiel 1 beschriebenen Misch- und Verarbeitungsmaßnahmen werden die in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Formulierungen zubereitet.
Aus den gehärteten Platten werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Es wird der Dreipunktmodul der Bruchwerte bestimmt, und diese Werte sind ebenfalls in der Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Beispiel Pulverisierte Brennstoffasche (Pozzolan) Hochofenschlacke (Cemsave) Gewöhnlicher Portlandzement Kleenodense 145K Pyrogen erzeugtes SiO&sub2; (Elkem Micro Silica) Bruchmodul (trocken [MPa]) Bruchmodul (naß [MPa]) Bedingungen beim Pressen und Härten 3 MPa, RT, 15 Minuten; 24 Stunden bei 50ºC, 144 Stunden bei 80ºC in einem geschlossenen Kunststoffsack

Beispiele 13 und 14

Hier wird der Zusatz eines feinen inerten Füllstoffs, nämlich Omya BLR3 Chalk, zur Grundformulierung untersucht.
Unter Befolgung der im Beispiel 1 beschriebenen Misch- und Verarbeitungsmaßnahmen werden die in der folgenden Tabelle 4 angegebenen Formulierungen zubereitet.
Aus der gehärteten Platte werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Es wird der Dreipunktmodul der Bruchwerte bestimmt, und diese Werte sind ebenfalls in der Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4 Beispiel Pulverisierte Brennstoffasche (Pozzolan) Hochofenschlacke (Cemsave) Gewöhnlicher Portlandzement Kleenodense 145K Omya BLR3 Chalk Bruchmodul (trocken [MPa]) Bruchmodul (naß [MPa)) Bedingungen beim Pressen und Härten 3 MPa, RT, 15 Minuten; 24 Stunden bei 50ºC, 144 Stunden bei 80ºC in einem geschlossenen Kunststoffsack

Beispiel 15

Die Formulierung von Tabelle 5 wird unter Anwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Maßnahmen hergestellt, vermahlen und gehärtet, um das Material zwecks einer leichteren Handhabung zu verfestigen.
Nach erfolgter Härtung wird die Platte 1 Stunde bei 1000ºC gebrannt, worauf die auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Aus der gebrannten Platte werden Prüfkörper (80 x 40 x 3 mm) hergestellt.
Es wird der Dreipunktmodul der Bruchwerte bestimmt, und diese Werte sind ebenfalls in der Tabelle 5 angegeben.

Feststoffgehalte von Alkalisilicaten

Im folgenden sind die Feststoffgehalte der bei den obigen Beispielen verwendeten Alkalisilicate angegeben: Silicat Feststoffgehalt Kleenodense 145K Crystal Tabelle 5 Beispiel Hochofenschlacke (Cemsave) Crystal 100N Bruchmodul (trocken [MPa]) Bruchmodul (naß [MPa]) Bedingungen beim Pressen und Härten 3 MPa, RT, 10 Minuten 24 Stunden bei 50ºC in einem geschlossenen Kunststoffsack

Claims

1. Zementartiges Produkt, hergestellt durch Härten oder Brennen einer zementartigen Zusammensetzung, die Wasser, wenigstens einen reaktiven Füllstoff und wenigstens ein wasserlösliches Alkalisilicat enthält, wobei nicht mehr als 4% des gesamten Volumens des Produkts aus Poren besteht, deren maximale Abmessung über 100 Mikron hinausgeht.

2. Zementartiges Produkt nach Anspruch 1, worin nicht mehr als 2% des gesamten Volumens des Produkts aus Poren besteht, deren maximale Abmessung über 100 Mikron hinausgeht.

3. Zementartiges Produkt nach Anspruch 1, worin nicht mehr als 2% des gesamten Volumens des Produkts aus Poren besteht, deren maximale Abmessung über 50 Mikron hinausgeht.

4. Zementartiges Produkt nach Anspruch 1, worin das gesamte Porenvolumen des Produkts nicht über 20% des gesamten Volumens unter Einschluß der Poren hinausgeht.

5. Zementartiges Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zementartige Zusammensetzung einen pozzolanischen reaktiven Füllstoff enthält.

6. Zementartiges Produkt nach Anspruch 5, worin der pozzolanische reaktive Füllstoff pulverisierte Brennstoffasche oder Hochofenschlacke ist.

7. Zementartiges Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das wasserlösliche Alkalisilicat ein Natriumsilicat ist.

8. Zementartiges Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, hergestellt aus einer zementartigen Zusammensetzung, die 30 bis 90 Gewichtsprozent reaktiven Füllstoff, 1 bis 30 Gewichtsprozent wasserlösliches Alkalisilicat, 0 bis 20 Gewichtsprozent hydraulischen Zement, 0 bis 5 Gewichtsprozent Glycerin und 1 bis 30 Gewichtsprozent Wasser enthält.

9. Zementartiges Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Form eines Dachziegels oder einer Dachplatte.

10. Zementartiges Produkt nach Anspruch 9 mit einem MOR-Wert von wenigstens 15 MPa.

11. Verfahren zur Herstellung eines zementartigen Produkts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zementartige Zusammensetzung gemäß Definition von Anspruch 1 durch Vermischen unter hoher Scherkraft vermahlen wird, die hierdurch erhaltene vermahlene Zusammensetzung geformt wird, und die Zusammensetzung dann durch Härten oder Brennen verfestigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die zementartige Zusammensetzung einem Vermischen unter hoher Scherkraft durch Kalandern in einem Zweiwalzenstuhl unterzogen wird.