DE69225072T2

DE69225072T2 - Doppelt beschichteter freier zuschlagstoff mit verwendung in der holz/zement-technologie und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69225072T2
Application number: DE69225072T
Authority: DE
Inventors: Hansruedi Windsor S.C. Walter; Leni M. Windsor S.C. Walter-Guerzeler
Original assignee: WALTER GUERZELER LENI M
Current assignee: WALTER GUERZELER LENI M
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1992-11-03
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2012-11-04
Also published as: EP0612282B1; CN1072399A; CA2123571A1; US5314744A; ES2116350T3; MX9206525A; EP0612282A1; DE69225072D1; AU2905492A; ATE164803T1; ZA928653B; WO1993009943A1; CA2123571C; EP0612282A4

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen stabilen freien Zuschlagstoff aus mineralisierten Holzspänen zur Verwendung in Holz/Zement-Erzeugnissen (Holzbeton-Erzeugnissen), und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Stand der Technik

In der Holz/Zement (Holzbeton)-Technologie (WCT) werden faserförmige organische Materialien, wie z.B. Holzspäne (nachfolgend einfach als Späne bezeichnet) als Zuschlagstoffe in Beton verwendet. Diese Technologie ist für eine Schallund Wärmeisolation von Vorteil, da die Holzspäne eine geringe Dichte besitzen. Bis vor kurzem wurde jedoch WCT in den USA nicht verwendet, weil der Großteil der industriell verwendeten Nutzhölzer im südlichen und südostlichen Teil der Vereinigten Staaten wachsen und für WCT nicht geeignet sind. Der Grund hierfür ist teilweise der, daß solche Hölzer, wie z.B. Southern Pine, wesentliche Mengen an "Zementgiften" enthalten, die aus dem organischen Faseraggregat in die Zementmischung auslecken, und das Härten des Zements verzögern, wodurch die Härtungszeiten nicht akzeptierbar sind.
Die Anmelderin hat bereits früher ein Verfahren entwickelt, das als K-X-Behandlung zur Behandlung organischer WCT-Produkte bekannt ist. Das K-X-Behandlungsverfahren umfaßt die Ausbildung eines freien Zuschlagstoffes aus Spänen faseriger organischer Produkte und Einschließen der einzelnen Späne mit einer anorganischen mineralisierenden Beschichtung bis zu einem Grad, der ausreicht, um wasserlösliche organische Stoffe, d.h. die Zementgifte, die in den Poren der Späne zurückgehalten werden, abzudichten. Dies verhindert das Auslecken (Auslaugen) der Zementgifte der einzelnen Späne, wenn diese nachfolgend in einer Zementmischung eingebaut werden. Der resultierende stabile freie Zuschlagstoff kann ohne Zerfall gelagert werden und erlaubt eine relativ rasche Härtungszeit für den Beton (die so gering ist wie 10 bis 14 Stunden). Die K-X-Behandlung wird im US-Patent 5100170 der Anmelderin beschrieben.
Während die K-X-Behandlung eine wesentliche Verbesserung gegenüber der konventionellen WCT ist, ist ihre Härtungszeit von 10 bis 14 Stunden jedoch immer noch nicht völlig zufriedenstellend. Es ist deshalb wünschenswert, einen Zuschlagstoff für WCT herzustellen, der in Betonerzeugnissen mit einer noch kürzeren Härtungszeit verwendet werden kann

Beschreibung der Erfindung

Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines mineralisierten freien Zuschlagstoffes zur Verwendung in der Holz/Zement (Holzbeton)-Technologie, der mit Zement unter Herstellung eines Holzbeton-Erzeugnisses kombiniert werden kann, das in kurzer Zeit trocknet oder härtet.
Eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zuschlagstoffes bereitzustellen.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Merkmal werden die vorstehenden und andere Aufgabenstellungen durch einen freien Zuschlagstoff erzielt, der zur Ausbildung von Holzbeton-Erzeugnissen verwendbar ist und eine Vielzahl von mindestens teilweise entgasten einzelnen Spänen eines faserigen organischen Materials umfaßt. Die Späne werden mit ersten und zweiten Beschichtungen eines anorganischen mineralisierenden Überzuges beschichtet, die die einzelnen Späne in einem Ausmaß umschließen, das ausreicht, um die in den Poren der Späne zurückgehaltenen wasserlöslichen organischen Stoffe abzudichten, während die einzelnen Späne in Form eines freien Zuschlagstoffes verbleiben.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal werden die obigen und andere Aufgabenstellungen durch ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten freien Zuschlagstoffes, der zur Ausbildung von Holzbeton-Erzeugnissen verwendbar ist, erreicht, das die Stufen umfaßt: Ausbilden eines freien Zuschlagstoffes aus Spänen faserförmiger organischer Produkte, und Einschließen der einzelnen Späne mit einem ersten anorganischen mineralisierenden Überzug in einem Ausmaß, das ausreicht, um die in den Poren der Späne zurückgehaltenen wasserlöslichen organischen Stoffe abzudichten, während die einzelnen Späne in Form eines freien Zuschlagstoffes verbleiben, und nachfolgendes Lagern (Altemlassen) der Späne, um ein Entgasen von in den Poren der Späne zurückgehaltenen flüchtigen Ölen zuzulassen, während die einzelnen Späne immer noch in Form eines freien Zuschlagstoffes verbleiben, und Einschließen der einzelnen Späne mit einer zweiten anorganischen mineralisierenden Beschichtung.

Beste erfindungsgemäße Ausführungsform

Die Anmelderin hat festgestellt, daß, obwohl das K-X-Verfahren wasserlösliche Zementgifte abdichtet, flüchtige Öle in den Poren der Späne immer noch als Gas entweichen können. Diese entweichenden Gasen aus den flüchtigen Ölen vergiften den Zement und erhöhen die Härtungszeit des Zements über die Zeit, die erforderlich ist, wenn ein vollständig anorganischer Zuschlagstoff verwendet wird. Die vorliegende Erfindung sorgt deshalb für das Entgasen und Wiederabdichten des Zuschlagstoffes.
Gemäß der Erfindung, die auch als K-XX-Behandlung bezeichnet wird, werden Späne zuerst in einem ersten Beschichtungsverfahren (vorzugsweise unter Verwendung von Kaolin als anorganisches Beschichtungsmaterial), wie im US-Patent 5109170 beschrieben, behandelt, um einen K-X-Zuschlagstoff herzustellen. Der K-X-Zuschlagstoff aus Holznadelspänen (oder anderen stiftförmigen Fasern) wird dann mindestens 15 Tage lang (wenn das Wetter trocknen ist) bis zu ca. 25 Tage (wenn das Wetter feucht ist) in einem Gebäude, in dem das Dach den Zuschlagstoff vor Regen schützt, gealtert oder gehärtet. Die Seiten des Gebäudes sollten offen sein, damit das Material atmen kann und die flüchtigen Öle in den Poren der Späne entweichen können. Während dieser Alterungsperiode wird der Zuschlagstoff in großen Haufen von nicht mehr als 100 Kubikyard aufbewahrt. Die Haufen werden in regelmäßigen Intervallen während der Härtungsbehandlung drei- oder viermal gewendet. Die Haufen sollten eine Höhe von nicht mehr als 2 Fuß besitzen.
Nach Härtung des Zuschlagstoffes in den Haufen wird er einem Mischer zugeführt, wo er in einer zweiten anorganischen (Kaolin) Emulsionsschicht eingeschlossen wird, wodurch eine doppelte Imprägnierung des Zuschlagstoffes erzeugt wird, und der K-XX-Zuschlagstoff ausgebildet wird. Die zweite Beschichtungsstufe kann mit der ersten (Kaolin) Beschichtungsstufe, die im US-Patent 5109170 beschrieben ist, identisch sein.
Nachfolgend kann der Zuschlagstoff mit Standard-Portlandzement und Wasser als Bindemittel gemischt werden unter Bildung einer K-XX-Holzbeton-Mischung, die in Verfahren verwendet werden kann, bei denen Platten, Formteile und Bretter mit Einrichtungen hergestellt werden, bei denen der üblicherweise verwendete Zuschlagstoff Beton ist, oder als Teilchen in Spanplatten und Sperrholz oder in Kombinationen von Holzfasern und Klebern (Pulpe). Die K-XX-Holzbeton-Mischung härtet über Nacht.
Die K-XX-Holzbeton-Mischung kann durch Hitze, hohe Vibrationen und mechanischen Druck beansprucht werden, wie dies in Verfahren zur Herstellung von Platten und Pfeilern für Schal lschutzwände, Außentrennwänden, Bauplatten, Wandverschalungen, Fliesenverschalungen, Dachziegeln und Bodenbelagsplatten mit bereits bestehenden ortsfesten Betriebsmitteln üblich ist. Die rasche Härtungszeit für die Mischung erlaubt eine schnelle Produktion, wodurch keine speziellen Holzbeton- Einrichtungen oder eine große Bodenfläche erforderlich sind.
Die ortsfesten Betriebsmittel können das Produkt auf einer mobilen Palette formen, auf der das Produkt eine Länge von 2,44 m (8 Fuß) für den Fall einer Schallschutzverkleidung für Straßen besitzt; das Erzeugnis kann auch so dünn wie nur 25,4 mm (1 Inch) für den Fall von Dachziegeln sein. Der frische Kuchen des Holzbeton-Erzeugnisses bleibt auf der Palette, obwohl er noch grün ist, fest, und kann sofort nach dem Verformen einem Regal zugeführt werden, und später in einen Trockenraum überführt werden, wo es eine Vorhärtungsphase mit feuchter warmer Luft erlaubt, daß das Erzeugnis am Morgen des Tages, der der Formgebung folgt, gehandhabt zu werden.
Diese Platten sind für eine Schall- oder Wärmeisolation zufriedenstellender als konventionelle Platten unter Verwendung anorganischer Zuschlagstoffe, da die Teilchen in ihrem Inneren faserförmig bleiben und so geringe Dichten aufweisen.
In der Spanplatten- und Sperrholzindustrie erzeugt die K-XX- Mineralisierung einen nicht-toxischen, nicht-verwitterbaren Zuschlagstoff, der keine Behandlung mit üblichen Schutzchemikalien vor der Verleimung erfordert. Die K-XX-Behandlung wird vorzugsweise mit einer Zement/Wasser-Lösung als Bindemittel durchgeführt, um nicht brennbare Faserplattenerzeugnisse herzustellen. In der Sperrholzindustrie kann die kritische Formaldehydbehandlung weggelassen werden.
Als Ergebnis der doppelten Mineralisierung der Nadelspäne aufgrund der K-XX-Behandlung sind viele weitere Erzeugnisse, die während der Herstellung und Härtungsphase eine größere Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Beanspruchung erfordern, nach WCT machbar. Der K-XX-behandelte Zuschlagstoff ist umweltverträglich und das einzige Holzbeton-Erzeugnis, das in einem Schallschutzsystem mit Epoxy-beschichtetem Betonrippenstahl verwendbar ist, ohne daß die Notwendigkeit für die Verwendung eines Stahlbetons als zweite Schicht in einer Zweischichtenanordnung besteht, wodurch die Kosten und eine komplizierte Vielfalt in der Herstellung verringert werden können

Claims

1. Ein freier Zuschlagstoff, der bei Holz/Zementerzeugnissen verwendbar ist, umfassend:

einer Mehrzahl von einzelnen Spanen aus fasrigem, organischem Material, wobei wenigstens ein Teil der flüchtigen Öle in den Poren der Spane verdampfen konnten; und

eine zweischichtige, anorganische Mineral-Beschichtung, die die einzelnen Spane in einem ausreichenden Maß einschließt, das ausreicht, wasserlöslichen, organischen Stoff, der in den Poren der genannten Spane gehalten ist, abzudichten und dessen Lecken zu verhindern, während die genannten einzelnen Spane in einer freien Zuschlagsform beibehalten werden.

2. Der freie Zuschlagsstoff des Anspruches 1, worin die genannten Spane Holznadelspane umfassen.

3. Der freie Zuschlagsstoff des Anspruches 2, worin die genannten Beschichtungen jeweils eine Kaolin umfassende, getrocknete Schicht sind.

4. Ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten, freien Zuschlagsstoffs, der beim Bilden von Holz/Zementerzeugnissen verwendbar ist, die Schritte umfassend:

Bilden eines freien Zuschlagstoffs aus Spanen fasriger, organischer Produkte;

Einhüllen der einzelnen Spane mit einer ersten, anorganischen, Mineral-Beschichtung bis zu einem Maß, das ausreichend ist, wasserlöslichen, organischen Stoff, der in den Poren der genannten Spane gehalten ist, abzudichten, um dessen Herauslecken-zu verhindern, während die genannten einzelnen Spane in einer freien Zuschlagsform aufrechterhalten werden;

Lagern der eingeschlossenen Spane während einer Zeit, die ausreichend ist, daß die flüchtigen Öle davon entweichen, und

Einschließen der einzelnen Spane mit einer zweiten, anorganischen Mineral-Beschichtung, während die genannten einzelnen Spane in einer freien Zuschlagsform beibehalten werden.

5. Das Verfahren des Anspruches 4 worin, die genannten Spane Holznadelspane umfassen.

6. Das Verfahren des Anspruches 4 worin, die Mineral-Beschichtung bei dem genannten ersten und zweiten Einschließungsschritt Kaolin ist.

7. Das Verfahren des Anspruches 4 worin, der genannte Lagerungsschritt wenigstens 15 Tage umfaßt.

8. Das Verfahren des Anspruches 7 worin, der genannte Lagerungsschritt bis zu 25 Tage umfaßt.

9. Das Verfahren des Anspruches 4, worin der genannte Lagerungsschritt umfaßt, die Spane in Haufen von nicht mehr als 100 Kubikyard zu härten, wobei jeder Haufen nicht mehr als 2 Fuß hoch ist.

10. Das Verfahren des Anspruches 9, worin die Haufen dreibis viermal während des Lagerungsschrittes umgewendet werden.