CH326099A - Verfahren zur Härtung grossporiger Erzeugnisse - Google Patents

Description

  Verfahren zur Härtung grossporiger Erzeugnisse    Bei der     sogena,nnten        Dampfhärtung    gross  poriger,     Wasser    enthaltender Stoffe, z. B.     sol-          cllen        aus    Leichtbeton, bei der die Erzeugnisse  mit Hitze in     Anwesenheit    von     Wasser    bei  100  C     übersteigenden        Temperaturen    behan  delt werden, dringt. :die Hitze wegen der  wärmeisolierenden     Eigensehaft:en    des Mate  rials nur sehr langsam in     diese    ein.

   Die Tem  peratur in der Masse steigt im wesentlichen  nur infolge des     Eindringens    des Dampfes in  die Masse, der beim     Kondensieren    in den  Poren seine     Verdampfaagswärme    abgibt. Dies  erfolgt aber wegen der Alleitung der Wärme  durch die umgebende     Atmosphäre    nur in un  genügendem     Ausmass.     



  Bei der     Heissbehandlung    dieser Art ent  stehen daher in der     Masse    beträchtliche     Tem-          peraturuntersehiede.    In der ein Temperatur  diagramm.     daistellenden        Fig.1    zeigt die Kurve  1 ein     typisches    Beispiel des Temperaturver  laufes im     Innern    einer der Heissbehandlung  unterworfenen Platte aus     Leichtbeton    von  etwa     .50        cm    Höhe     und    25 cm Dicke, wobei auf  der Abszisse die Zeit in Stunden und auf  der Ordinate die Temperaturen in   C ange  geben sind.  



  Wie     aus    dem Diagramm ersichtlich ist,  ist. die Temperatur im Innern der Platte noch  normal, wenn der     die    Platte umgebende       Dampf,    dessen Temperaturkurve mit     St    be-    zeichnet     ist,    bereits den vollen     Druck    von etwa  10     kg/cm2    und eine entsprechende Tempera  tur von etwa 180  C     erreicht    hat. Das ent  spricht einem     Temperaturunterschied    zwi  schen dem Äussern und Innern der Platte von  nicht. weniger als 160  C. Gleiche Temperaturen  ausserhalb und innerhalb der Platte werden  in diesem Falle erst nach 18stündiger Behand  lungsdauer erreicht.  



  Die Nachteile einer solch langsamen Tem  peraturangleichung sind beträchtlich. Die       chemischen    Reaktionen in den für längere  Zeit eine verhältnismässig     geringe        Temperatur          aufweisenden    innern Teilen der Masse ver  laufen verschieden von denen in den Ober  flächenteilen der     Masse,    die     praktisch    wäh  rend der gesamten Behandlungsdauer die  gleiche Temperatur wie der Dampf haben.

    Wie durch die     Erfahrung    bestätigt wird,  haben     daher    die     innern..    Teile einer durch  Dampf gehärteten Masse nach dem Abschluss  der     Dampfbehandlung    wesentlich geringere  Härte     als    die äussern Teile. Schwerwiegender  als dies ist jedoch der Umstand, dass in der       Masse    infolge der     Temperaturunterschiede     Spannungen entstehen, die zu gefährlichen       Rissen    Anlass geben können.

   Diese     Spannun-          gen    sind besonders störend., wenn das durch  Dampf zu härtende     Material    nicht homogen       ist,    was     insbesonders    bei armiertem Leicht  beton der Fall ist. Aus     konstruktiven    Grün-      den wird die     Aimierung    in der Regel nahe  der Oberfläche des herzustellenden     Elementes     angeordnet, so dass sie beider Dampfbehand  lung sehr schnell erhitzt wird:.

   Dies kann dazu  führen, dass die Temperaturspannungen zwi  schen dem Stahl der     Armierung    und dem  Leichtbeton rasch     solche    Werte erreichen,  dass das Element völlig     zerstört    wird. Ein  anderes Beispiel von     ungleichartigem    Mate  rial, in welchem die     Temperaturspannlangen     einen zerstörenden Einfluss haben können,       isst    ein aus Schwer- und Leichtbeton     misam-          mengesetztes        Element.    Wenn ein     solches    Ele  ment dazu noch armiert ist,

       ist    es naturgemäss       besonders    gefährdet..  



  Es     ist    bereits auf verschiedene Weise ver  sucht worden, ein     verbessertes    Eindringen  der Hitze bei der Dampfhärtung     zu    erreichen.  So wurde z. B. nach der britischen Patent  schrift Nr. 682112 beim     Einlassen    des Dampfes  in den Dampfraum ein     Auslass    für die in dem  Dampfraum vorhandene Luft     hergestellt,    so  dass diese Luft     vollständig    durch Dampf er  setzt, wird.

   Zu     demselben    Zweck wurde ver  sucht, den     Dampfdruck    in dem Dampfraum  nach Erreichen des vollen Druckes durch Ab  lassen von Dampf zu verringern und ihn an  schliessend     wieder        zu        steigern.    Solche Mass  nahmen zeitigen     zweifellos    gewisse Erfolge,  sie stellen aber keine vollkommene Lösung des  Problems dar.  



  Nach dem Verfahren gemäss der vorliegen  den Erfindung zur     I3ärtuug    von     Erzeugniissen          aus        grossporigen,    mit Wasser angesetzten und       wenigstens    in den grössten Poren Gas ent  haltenden Massen in einem Dampfraum mit.

    100  C übersteigenden Temperaturen werden  die genannten Nachteile dadurch     praktisch     völlig     beseitigt,    dass der Dampfraum nach  dem Einbringen der Erzeugnisse in einem  solchen     Ausmass    entlüftet. wird,     dass    der       Druck    im Dampfraum unter 0,9     kg/cm\-'    her  abgesetzt wird, worauf Dampf eingeleitet wird.  Hierdurch werden die in den Poren der     Masse     enthaltenen nicht     kond.ensierbaren    Gase (Luft.,       Wasserstoff    usw.) im     wesentlichen        aus    der  Masse entfernt.

   Der überraschende Erfolg       dieser    Massnahme ist durch die Kurve 2     des            Diagrammes    nach     Fig.1    aufgezeigt. Diese  Kurve     ist    durch einen Versuch ermittelt wor  den, bei dem bei sonst gleichen     Bedingungen     wie bei dem der Kurve 1 zugrunde liegenden  Versuch der Druck im Dampfraum vor dem       Einlas's'en    des Dampfes auf 0,5     kg/cm2    redu  ziert wurde.

   Wie aus dem Diagramm ersicht  lich     ist,    bedarf es hierbei nur einer     Stunde,          bis    die Temperatur im Innern der Platte zu  steigen beginnt, und der     Temperaturanstieg     im Platteninnern findet dann so schnell statt.,  dass die     Temperatura.ngleicliung    innerhalb der  Zeitspanne     erfolgt,    die erforderlich ist, um  den vollen     Dampfdruck    im Dampfraum     zu     erreichen.  



       Fig.2        ist    ein     Druckdiagramm,    das den  Druckverlauf im Innern der     Masse    im Ver  hältnis zum     Di uck    im     Dampfraum    darstellt,  wobei die Kurve S den Druck im Dampf  raum und die Kurve     M    den     Druckverlauf    im  Innern des behandelten Materials     zeigt.    Es  ist ersichtlich,     d:

  a.ss    der Druck im Innern der  Masse praktisch dem im Dampfraum auf die  Masse einwirkenden     Druck    folgt, d. h. un  abhängig von     dlem        Temperaturainterschied    der  beiden Medien. Das bedeutet.,     da.ss    wenn die       Entfernung    der nicht     kondensierbaren    Gase  nicht oder nur     unvollständig    erfolgen würde,  ein     Luftkissen    von grösserem oder kleinerem  Ausmass im Innern der porösen Masse ver  bleiben würde,

   das durch den Druck im  Dampfraum     zusammengepresst    und das Ein  dringen     des    Dampfes in die Poren und damit  die die Hitze erzeugende     Kondensation    in den  selben verhindern würde.  



  Wie aus den obigen Ausführungen zu ent  nehmen ist, hängt. das Ausmass,     bis    zu dem die  Entfernung der nicht,     kondensierbaren    Gase  vor der Dampfbehandlung durchgeführt wird,  von den. Dimensionen des porösen Elementes  ab. Wenn, z.. B. Leichtbeton in Formen von  50 cm Höhe gebildet werden soll,     rnuss    die  Entlüftung länger erfolgen als bei     Formen     von nur 25 cm Höhe.  



  Es     ist    möglich,     selbst    die letzten Spuren  von nicht     kondensierbaren    Gasen     aus    der  porösen Masse zu entfernen, wenn der Druck      im     Dampfraum    in einem solchen     Ausmass    ge  senkt wird, dass er etwas geringer als der  Wert. ist, der dem Druck des     Wasserdampfes     hei der Temperatur im Innern     .der        Masse          entspricht.    Das Wasser in der Masse fängt  dann an zu kochen,     unddurch    den dann reich  lich aus dem Innern der Masse:

   austretenden  Dampf wird erreicht, dass die nicht     konden-          sierbaren    Gase     ausgeschwemmt    werden. Bei       zeinentgebundenem    Leichtbeton z. B. liegen die  Temperaturen im Innern der Masse, wenn sie  eine solche     Konsistenz    hat,     da.ss    die Dampf  härtung beginnen kann, gewöhnlich etwa bei  50-60  C. Wenn mit ungelöschtem Kalk ge  arbeitet wird, kann diese Temperatur noch  höher, etwa. 80-90  C, sein.

   Bei 50  C be  trägt der     Partia#ld@ruek    von     Wasserdampf     0,13     kg/cm2    und bei 80  C ist er 0,48     kg/em2.     Diese Temperaturen sollten daher in den ent  sprechenden Fällen angewendet werden, wenn  die maximale Wirkung bezüglich der Ent  fernung der nicht     kondensierba.ren    Gase er  wünscht ist.  



  Die Kurve 3 in dem Diagramm der     Fig.1     ist das Ergebnis einer Messung in einer  zementgebundenen     Leichtbetonplatte    derselben  Art, wie sie den     Kurven    1 und 2 zugrunde       le,t.    Die Temperatur im     Innern    der Platte       betrug    bei deren Einführung in den Dampf  raum 60" C, was einem     Wasaserdampfdruck     von 0,2     kgjcm2    entspricht.

   In diesem Fall  wurde der     Druck    vor der Dampfbehandlung  auf 0,18     kg/cm2        herabgesetzt.    Das Eindringen  des Dampfes erfolgt dann augenblicklich, so  fern die Innentemperatur der Platte nur um  ein geringes Mass unter derjenigen des Dampf  raumes liegt, wenn dieser unter Druck gesetzt  wird'.  



  Naturgemäss können die Vorteile des be  schriebenen Verfahrens nur dann voll erreicht  werden, wenn     es    bei solchen Materialien an  gewendet wird, welche gerade bei der Be  schaffenheit, bei der sie dampfbehandelt wer  den sollen,     wesentliche        wärmeisolierendle    Ei  genscha.ften zeigen,     d.h.    deren Poren oder  wenigstens deren grösste Poren mit Luft oder  einem andern Gas gefüllt.     sind,    wenn sie in    den     Dampfraum    eingebracht werden.

   Dies ist       insbesondere    bei solchem Leichtbeton der Fall,  zu dessen     Herstellung    einer durchnässten Mi  schung aus einem     Bindemittel    und mehr oder  weniger fein verteiltem     Zuschlagstoff    ein       schaum-    oder gaserzeugendes Mittel zugesetzt  wird. Solche Mittel können z. B. Metallpulver,       insbesondere    Aluminiumpulver,     Wasserstoff-          superoxyd,    Karbid oder dergleichen sein.  



  Es     ist    noch darauf     hinzuweisen,        d:ass    selbst  eine sehr geringfügige Reduzierung des       Druckes    vor Beginn der Dampfhärtung eine  beachtliche Wirkung hat. Die     Kurve    4 im  Diagramm der     Fig.1    zeigt das Ergebnis eines  den     vorbeschriebenen        Versuchen    ähnlichen       Versuches,    bei dem aber der     Druck    nur auf  0,85     kg/cm2    herabgesetzt wurde.

   Die     Vorteile     einer solch geringfügigen Druckminderung  ergeben sich     aus    dem     Vergleich    mit der     Kurve     1 ohne weiteres. Diese     Behandlungsart        kann     vorteilhaft dann .angewendet werden, wenn  Elemente einfacher Formen, insbesondere aus  homogenem, nicht armiertem Material     herge-          stellt    werden     sollen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Härtung von Erzeugnissen aus grossporigen, mit Wasser angesetzten und wenigstens in den grössten Poren Gas enth%l- tend,en Massen in einem Dampfraum mit 100 C übersteigenden Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfraum nach dem Einbringen :

   dier Erzeugnisse in einem solchen Ausmass entlüftet wird, dass der Druck im Dampfraum unter 0,9 kg/em2 her abgesetzt wird, worauf Dampf eingeleitet wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die vorherige Ent lüftung des Dampfraumes in einem solchen Ausmass vorgenommen wird, dass der Druck im Dampfraum unter :denjenigen Wert her abgesetzt wird, der dem der Temperatur im Innern der Masse vor der Dampfbehandlung entsprechenden. Druck des Wasserdampfes entspricht.

   \3. Verfahren nach Patentanspruch für die Behandlung von Erzeugnissen aus Leicht beton, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Er- zeugnisse in den Dampfraum eingebracht wer den, solange ihre Innentemperatur infolge der Wärmeent.wieklung beim Abbinden des Kalk enthaltenden Bindemittels gegenüber der Au ssentemperatur noch erhöht ist.