DD142537A5 - Verfahren zur herstellung eines flammhemmenden als formkoerper ausgefuehrten bauelementes aus lignocelluloseteilchen - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines flammhemmenden als formkoerper ausgefuehrten bauelementes aus lignocelluloseteilchen Download PDFInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung eines flammhemmenden als Formkörper ausgeführten Bauelementes aus Lignocelluloseteilchen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flammhemmenden als Formkörper ausgeführten Bauelementes aus Lignocelluloseteilchen, in deren Porenräumen Ammoniumpolyphosphat abgeschieden ist und in deren Oberflächenvolumen Magnesium- und/oder Calcium-O3cyphosphate in Mikroräuinen und Vertiefungen in diesem Oberflächenvolumen kristallisiert sind und der an seiner Oberfläche eine haftende mineralische Abscheidung aus untereinander und an die Lignocelluloseteilchen gebundenen feinen mineralischen Feststoffteilchen trägt.
Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß sich, wenn ein vorwiegender Anteil an Lignocelluloseteilchen mit wäßrigen Lösungen von Phosphorsäuren oder nahezu neutralen Phosphaten vermischt wird, insbesondere wäßrigen Lösungen von Ammoniumsalzen von Poiyphosphorsäure in solcher Menge, daß die Teilchen teilweise imprägniert
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werden. Das Gemisch wird dann mit einem geringeren Anteil an Magnesium- oder Calciumoxiden, -hydroxiden oder -carbonaten bestäubt, wodurch sich an der Oberfläche der Teilchen ein Bindemittel bildet, das rasch von einem Gel in einen fest haftenden starren Beton übergeht· Dieser verbindet die Teilchen aus dem Lignocellulosematerial fest miteinander und zwar unabhängig davon, ob Zucker, Phenolharze, Wasser oder extrahierbare Materialien in dem Pflanzenmaterial anwesend sind«
Die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte können Bauelemente, wie Platten, Fliesen, Tafeln, Stäbe und Blöcke sein oder die Form von Rahmen, Konsolen, Rohren und praktisch allen durch Verformen herstellbaren Körpern haben· Sie können in wirtschaftlicher Weise unter Anwendung von nur geringem Mischen oder ohne Mischen hergestellt werden. Außerdem haben die Produkte je nach der Verdichtung während der Aushärtung, einen großen Bereich überdeckende Raumdichten und erfordern nur kurze Verdichtungs- und Aushärtungszeiten. Sie sind nach dem Aushärten beständig gegen Verrotten, sind nicht entflammbar sowie wetterfest und werden nicht von Termiten angegriffen.
Es besteht eine beträchtliche Nachfrage nach Baumaterialien in der Porm abgebundener Produkte von geringem Gewicht und geringen Kosten, die als Füllstoff Lignocelluloseteilchen und als Bindemittel einen mineralischen Zement enthalten. Als Zement wurde bisher Portland-Zement oder ein anderer hydraulischer Zement oder Praßzement
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sowie Magnesiazement, wie Sorelzement, verwendet. Die Herstellung von Produkten guter Festigkeit bei geringer Dichte stößt jedoch auf Schwierigkeiten, weil die Bindefestigkeit, d.h. die Haftung der mineralischen Masse an den Holzteilchen gering ist.
Hölzer enthalten Gruppierungen hohler Zellen (Tracheiden), die fasrige Bestandteile aus Cellulose in der Form von Wänden aus festen hochpolymeren Mikrofibrilen aufweisen. Diese sind umgeben von nicht-fasrigen Kohlenhydraten, Ligninen, Zuckern, Stärken, extrahierbaren Materialien, Proteinen, Polyphenolen, Harzen, Wachsen, Fettsubstanzen und Gummi. Auch komplex gebundene mineralische Materialien, hauptsächlich Siliciumdioxid, können okkludiert sein. Durch mechanische Zerkleinerung von Holz können Teilchen der verschiedensten Form, Porosität, Porenöffnungen, Größe und Verhältnis von Oberfläche zu Volumen hergestellt werden. Beispielsweise können die Teilchen als Sägemehl oder -staub, als grobe Stücke, als Splitter und als in einer Hammermühle oder durch Hacken erzeugter Staub verwendet werden. Durch Vermählen unter Verwendung von Wasser erhält man Holzschliff für Pulpen und auch Schnitzel, Furniere, Faserbündel, Holzwolle und durch Zerspleißen von Holz mit Werkzeugen sowie mit Schneidkanten erzeugte Holzwolle sind Formen von zerkleinertem Holz.
Bekanntlich kann durch Vermischen solcher Holzteilchen verschiedener Größe mit einem geringen Volumenanteil
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an Zement als Bindemittel, wie einem hydraulischen Ze·»· ment oder Magnesiumoxidchlorid-Zement, ein Formkörper hergestellt v/erden, der wegen der schlechten Bindung zwischen dem gelierenden Bindemittel und den .Holzteilchen oder wegen der schlechten Verfestigung oder sogar völligem Ausbleiben einer Verfestigung der Reaktanten dee Bindemittels wertlos ist. Beispielsweise ergibt jeder Versuch, ein mit Zement abgebundenes Produkt unter Verwendung von Teilchen aus entrindeten Stämmen von roter Zeder (Thuja Plicata) mit Portland-Zement herzustellen, ein Gemisch, das niemals aushärtet oder bindet. Das Ausbleiben der Aushärtung wird dem Einfluß gewisser extrahierbarer Materialien, hauptsächlich der Holzzucker und Phenolharze, auf die Hydratation des Zements zugeschrieben. Auch Kombinationen vieler anderer Holzarten, insbesondere der meisten tropischen Hölzer, mit hydraulischen Zementen ergeben schlechte Aushärtungen» Bekannterweise können nur wenige Spezies, wie die Pichten (Picea Stitchensis), Tannen (Abies Sp.), Espen (Populus Sp.), und einige Kiefern (Pinus palustris, Pinus Lambertiana) für diesen Zweck verwendet werden. Selbst die bevorzugten Spezies, die geringere Mengen an nachteilig wirkenden extrahierbaren Materialien enthalten, erfordern eine Vorreinigung und Behandlungen zur Unterbindung einer Migration. Diese erfolgt entweder durch Entfernung von hemmenden Substanzen oder durch Abdichten von Oberflächen der Teilchen oder durch Umwandlung von Verunreinigungen in der Nähe der Oberfläche in unschädliche Rückstände. Die in unbehandelten Teilchen enthaltenen verunreinigenden Substanzen gehen teilweise in Lösung, wenn Wasser
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von der Zementaufschlämmung durch die Poren der Teilchen in diese eindringen, und für das extrahierte Material genügend Zeit zur Verfugung steht, um es in der Aufschlämmung zu verteilen und damit die Gelbildung zu verhindern. Vermutlich bildet extrahiertes Material auch einen Überzug auf den Oberflächen der Teilchen und verschlechtert damit die Haftung des Bindemittels.
Desweiteren wurde versucht, diesen nachteiligen Einflüssen entgegenzuwirken, indem man die Oberflächen der Teilchen mit löslichen Metallsalzen, wie Chloriden von jPalcium oder Magnesium, die die Aushärtung der Aufschlämmung von hydraulischem Zement in der Nähe des Teilchens * beschleunigen, imprägniert. Indem weiterhin extrahierbare Materialien an oder nahe den Oberflächen der Teilchen mit Kalk- oder Natriumhydroxidlösungen mit oder ohne weitere Stabilisierung durch einen Praßzement oder ein Salz eines mehrwertigen Metalls ausgelaugt werden. Desweiteren werden die Oberflächen-der Teilchen mit einem mineralischen Gel, beispielsweise Natriumsilikat, überzogen. Auch bei Anwendung derart aufwendiger Vorbehandlungen, die wenigstens eine zusätzliche Trocknungsstufe erfordern, ist die Haftung des mineralischen Bindemittels verhältnismäßig schlecht im Vergleich mit beispielsweise derjenigen von wärmehärtenden Kunststoffklebern, die derzeit zum Abbinden von Holzteilchen für Platten verwendet v/erden. Die schlechte Haftung der Bindemittel an Holzteilchen ist vermutlich auf das Ausbleiben der Ausbildung einer Gelphase aus reagierenden
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Bindemittelmaterialien zurückzuführen, die sich bis in die Poren und Zellöffnungen an der.Oberfläche der Teilchen erstreckt. Dies hat zur Folge, daß sich durch die Härtung eine nicht-integrierte Abscheidung aus mineralischem Bindemittel bildet. Die sich ergebende Bindung ist vermutlich hauptsächlich das Ergebnis einer Einbettung von Teilen der Holzteilchen in das Bindemittel. ' Beispiele für solche Kombinationen von Lignocellulosematerial und mineralischem Bindemittel sind in der GBPS 1.089. ..777 und in den üS-PSen 2 175 568, 2 837 435 und 1 568 507 beschrieben. Pur den vorliegenden Zweck verwendeter Beton ist auch in dem "Concrete Manual" des United States Department of the Interior, Bureau of Reclamation text vom September 1949, Seiten 351-352, beschrieben.
Aus der US-PS 3 525 632 ist es auch bekannt, für mineralische Aggregate Trockenzemente aus phosphorhaltigen Verbindungen, einschließlich Phosphorsäure, und basischen Metalloxiden, wie Aluminium- und Magnesiumoxid und ihren Oxyphosphaten zu verwenden, die beim Vermischen mit Wasser unter Bildung eines Bindemittels aushärten.
Es sind auch schon wasserlösliche oder gelöste saure
Phosphate mit Magnesiumoxid zu rasch aushärtenden Massen vereinigt werden, denen wärmefeste Füllstoffe zugesetzt wurden. Gemäß US-PS 2 456 138 werden für eine Masse dieser Art Ainmoniumdihydrogenphosphat und totgebranntes Magnesiumoxid als Zementierungsbestandteile verwendet,
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die rasch zu einem, wärmefesten Peststoff aushärten. Aus der US-PS 3 278 320 sind weiterhin Spritzgemische für Reparaturen von Auskleidungen von Metallschmelzofen bekannt, die Alkalipolyphosphate und Eisenoxid zusammen mit Magnesiumoxid oder nicht-sauren Chromitbestandteilen enthalten. Zu den aufgeführten Polyphosphaten gehören Natrium- und Ammoniumpolyphosphat·
Aus der US-PS 3 285 758 ist eine weitere Peuchtmasse zum Gießen oder Pressen für Reparaturen an Ofenauskleidungen bekannt, die Ammoniumpolyphosphate in wäßrigen lösungen mit der Analyse 10 % Ammoniakstickstoff und 34 ? PpOc, weiter verdünnt und vermischt mit einer geringen Menge an Magnesia oder kalziniertem Magnesit und einer größeren Menge an wärmefesten Aggregaten enthält.
Eine ähnliche Masse, die sehr rasch reagiert und zur Anwendung mit einer Spritzpistole auf heiße Ofenwände bestimmt ist, ist in der US-PS 3 413 385 beschrieben. Diese Masse enthält Ammoniumphosphate, die in der Spritzpistole mit einem geringen Gewichtsanteil Magnesia, in einem trockenen Aggregat dispergiert, vermischt wird.
Die US-PS 3 821 00b beschreibt die Herstellung eines gießfähigen Betons durch Vermischen von trockenen Bestandteilen, nämlich totgebranntem Magnesia und saurem Phosphat, wie Ammoniumorthophosphat, sowie einem feindispersen inerten Aggregat durch Zumischen von Wasser. Hierdurch wird die Wärme der exothermen Reaktion, die
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zur Bildung eines Magnesiumphosphatbindemittels führt, zur Verfestigung des Betons innerhalb von Minuten und Aushärtung innerhalb eines Tages genützt.
Ein schnell härtender. Beton geringer Porosität ist in der US-PS 3 879 209 beschrieben. Dieser Beton wird aus 15 Gewichtsteilen Ammonlumpolyphosphatlösung mit 34 % 1*2^5 un^ e*ner gleichen Gewich^smenge Magnesia mit einer Teilchengröße über 0,102 mm (-150 mesh) im.Gemisch mit 70 Teilen Kalkstein, Dolomit, Sand oder Kies, 3 Teilen Salz und 15 Teilen Wasser hergestellt. Er verfestigt rasch und erreicht in wenigen Stunden eine hohe Druckfestigkeit.
Aus der US-PS 3 475-188 ist ein im wesentlichen trockenes Gemisch bekannt, dessen einer Bestandteil eine normalerweise flüssige Säure, wie Salzsäure oder Phosphorsäure oder eine Ainmoniumpolyphosphatlösung ist. Ein anderer Bestandteil des Gemisches ist Aluminiumoxid, totgebranntes Magnesia oder Chromit. Die flüssige Masse ist in einem chemisch inerten pulvrigen Mineral, wie Bentonit oder Kieseiguhr absorbiert. Bei Zugabe von Wasser zu dem trockenen Gemisch wird die die Bindung ergebende Flüssigkeit von dem absorbierenden Mineral ausgetrieben und reagiert mit den basischen Bestandteilen unter Bildung eines wärmefesten Feststoffs·
Die bekannten Massen vermögen zwar mineralische Aggregate
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in Granulatfonn, wie wärmefeste Materialien, unter Bildung von Produkten hoher Dichte zu binden· Es können aber, wenn die Granulate in diesen Gemischen durch Holzteilchen ersetzt werden, keine Produkte hoher Festigkeit und geringer Dichte hergestellt werden. Vielmehr haben die Produkte nur dann beträchtliche Druckfestigkeit, wenn der Hauptvolumanteil aus mineralischen Zementmaterialien besteht, so daß Produkte mit Dichten von beträchtlich über 1,5, in denen jedes Holzteilchen nahezu vollständig in einem mineralischen Material eingeschlossen ist, erhalten werden. Da die Haftfestigkeit jedoch gering ist, haben diese bekannten Produkte nur geringe Scher- und Zugfestigkeit·
Das Abbinden mineralischer Peststoffe durch ein Zementierungsmittel erfordert im wesentlichen, daß das Mittel aus einer viskosen Flüssigkeit, einer Paste oder Aufschlämmung besteht, die alle Oberflächen des mineralischen Feststoffs zu benetzen vermag, während sie plastisch ist. Dieses Mittel ist fähig zu gelieren und zur Entwicklung ineinander verkeilter Kristallgruppen, die an wenigstens einigen Teilen der Materialien des Aggregats haften. Wegen der guten Abstützung durch die das Korn des Aggregats umgebende Zementmatrix haben die Formkörper hohe Druckfestigkeiten. Ihre Zugfestigkeit ist jedoch wegen der relativ geringen Scherfestigkeit der Bindungen gering»
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Das Problem der Herstellung eines Produktes guter Festigkeit aus Lignocellulose und mineralischem Zement ist bisher nicht gelöst worden. Erwünscht ist die Herstellung von Bauelementen von geringem Gewicht mit einer Raumdichte unter 0,8 und vorzugsweise unter 0,65 mit einem Bruchmodul bei statischem Biegen über 10 bar (10 kg/cm ) und vorzugsweise über 100 bar (100 kg/cm ) als preisgünstige Baumaterialien unter Verwendung von Porst- und Feldfruchtrückständen. Die Proportionalitätsgrenze der Faserbeanspruchung beträgt für mittlere Hölzer bei Zug allgemein mehr als 350 bar (350 kg/cm ) in lufttrockenem Zustand. Die geringste Festigkeit ist die Scherfestigkeit parallel zum Korn, die gewöhnlich
über 35 kg/cm beträgt« Das zeigt, daß Bauelemente von ausgezeichnetem Bruchmodul hergestellt werden können, sofern es möglich wird, eine ausreichend feste Verbindung zwischen zusammengefügten Holzteilchen herzustellen« Die folgende Beschreibung beleuchtet das Problem der Herstellung solcher Bauelemente.
Wenn Holzteilchen und ein Bindemittel in solchen Volumverhältnissen zusammengegeben werden, daß das Volumen an Bindemittel nur einen Bruchteil des tatsächlichen Holzvolumens ausmacht und das Bindemittel die Oberfläche der Teilchen so bedeckt, daß es bei der Verformung des Gemisches unter dem Verdichtungsdruck Verbindungen und Brücken zwischen den Teilchen bildet, enthält das Produkt notwendig Hohlräume. Bei Anwendung großer Verdientungs-
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drücke·kann das Hohlraumvolumen weniger als 10 ^betragen. Wenn jedoch Formkörper mit Dichten von 0,5 bis 0,9 hergestellt werden, so kann das Verhältnis des Hohlraumvolumens zum Gesamtvolumen des Formkörpers in dem Bereich von 30 bis 75 % oder darüber liegen« Durch die Anwesenheit dieser Hohlräume wird natürlich die Belastbarkeit des Gefüges gegenüber derjenigen eines entsprechenden Körpers aus reinem Holz verringert.
Die Belastbarkeit des Formkörpers, beispielsweise durch Zug-, Druck- oder Verdrehungskräfte, hängt natürlich von der Art der Verbindung der Teilchen und dem Querschnitt der Verbindungsstellen sowie deren Vermögen ab, lokalisierten Belastungen standzuhalten. Wegen der Anwesenheit der Hohlräume folgen die Richtungen der Hauptbeanspruchungen durch Zug und Druck nicht wie bei einem ideal homogenen Körper einer glatten Kurve. D. h. bei Leichtbauelementen sind die Haftung des Bindemittels an den Teilchen und die Festigkeit des Bindemittels selbst die für die Belastbarkeit des 'Formkörpers entscheidenden Parameter.
Für Platten, Folien, Pfosten, Balken und Fliesen, die die wichtigsten Formkörper darstellen, zeigt sich, daß der Widerstand gegen eine Belastung bei lateraler Biegung in der Mitte der Spannweite.und- parallel zur Spannweite ein Maximum ist und abnimmt, während die Richtung der Belastung allmählich bis zu etwa 45° an den Abstützpunkten zunimmt· Da die Spannweite bei Platten und Flie-
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sen ein großes Vielfaches ihrer Dicke ist und weil die Abmessungen der in ihnen enthaltenen Holzteilchen gewöhnlich gleich einem geringen Bruchteil der Dicke des Formkörpers sind, werden eine große Anzahl von miteinander verbundenen Teilchen in dreidimensionaler Anordnung der Beanspruchung ausgesetzt. Hierbei ist die Zugbeanspruchung für die Teilchen an der Bodenfläche in der Mitte der Spannweite und die Bindungsbrücken zwischen ihnen am größten, während die Anordnung an der Deckfläche in der Mitte der Spannweite der stärksten Druckbeanspruchung ausgesetzt ist. Wenn ein solcher Formkörper mit einem Furnier oder einem Papier verkleidet wird, so wird natürlich die Beanspruchung der Außenbezirke geringer. .
Bei einer Gruppe ungeordneter Teilchen, die mit einer Menge an Bindemittel bedeckt sind, die geringer ist als diejenige, die den ganzen Raum zwischen den Teilchen füllen würde, ist die Querschnittsfläche der Verbindungsstellen in einer einer Belastung ausgesetzten Kette geringer als die Querschnittsfläche der Teilchen. Außerdem erstrecken die Brücken sich natürlich in verschiedene Richtungen, d· h. die Kontaktebenen sind im allgemeinen nicht parallel zu der Hauptzugbeanspruchung, so daß die Brücken den Scher- und Zugbeanspruchungen verschieden stark ausgesetzt werden. Da eine Kette nicht fester ist als ihr schwächstes Glied, stellen diejenigen Brücken, die allein oder hauptsächlich einer Beanspruchung ausgesetzt sind, konzentrierte Gebiete dar, die die
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Biegefestigkeit des Produktes begrenzen.
Bei den meisten aus Stengeln, Zweigen, Ästen und Stämmen von Holzpflanzen und Bäumen durch Zerschlagen oder Zerschneiden hergestellten Teilchen ist die Außenfläche unregelmäßig. Diese Teilchen bestehen teilweise aus zerstoßenen, deformierten und gespaltenen Fasergruppen mit einer, verglichen mit der das Teilchenvolumen umfassenden Oberfläche, großen Pläche von Öffnungen, die eich in das Holzteilchen erstrecken. Derartige Teilchen stellen daher eine Lignocellulosefaserstruktur dar, deren Festigkeit beträchtlich geringer ist' als diejenige eines gleichen Volumens an Holz in der Pflanze vor der Zerkleinerung. Daher muß angestrebt werden, die Biege- und Druckfestigkeit sowie den Biege- und Druckmodul der Elastizität durch die Verfestigung des Bindemittels um die und auf den Teilchen zu verbessern.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Lignocelluloseteilchen, die mit Zement übersogen hohe Festigkeit sowie geringes Gewicht aufweisen und zu niedrigen Kosten herstellbar ist·
; des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Formkörper aus Lignocelluloseteilchen
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und mineralischen Bindemitteln zu schaffen, wobei das Bindemittel mit der größtmöglichen Oberfläche der fest zu verbindenden Lignocelluloseteilchen zu porösen Form-körpern in Berührung zu bringen ist, um diesen Teilchen, welche aus verschiedensten natürlichen Lignocellulosematerialien bestehen können, neben erhöhter mechanischer Festigkeit auch eine verbesserte Flammfestigkeit und Verrottungsbeständigkeit zu verleiher
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
- auf die Oberflächen einer Masse von Lignocelluloseteilchen eine wäßrige Lösung aufgebracht wird, um einen netzenden Überzug zu bilden, der Phosphationen
entsprechend einer Menge von etwa 12 bis 20 mg P0Oj-
^e cm Oberfläche dieser Teilchen je mm halben Dicke oder etwa 0,85 bis etwa 1,8 Gewichtsteile je Teil der Teilchen, bezogen auf deren Trockengewicht, liefert,
- die benetzte Masse ausreichend lange hält und die Lösung fast vollständig von den Teilchen absorbiert wird, während die Oberfläche befeuchtet bleibt,
- auf die benetzten Teilchen feinteilige mineralische Zementfeststoffe in einer Menge von 15 bis 400 mg je cm Oberfläche der Lignocelluloseteilchen je mm der halben Dicke oder von etwa 0,65 bis etwa 1,5 Teile aufgebracht werden, wobei die basische Metallverbindung aus etwa 20 bis 50 mg an totgebranntem Magnesia im Ge-
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misch mit feinteiligem mineralischem Füllstoff besteht, den Füllstoff in einer Menge zwischen einer Spur und dem Fünf .zigfachen des Gewichtes der basischen Metallverbindung anwesend ist und die Zementfeststoffe Korngrößen in einem Bereich von 53 /* bis etwa 149/1 haben,
- die Masse aus mit den Überzügen versehenen Teilchen als Bauelement geformt wird und dieses Produkt wenigstens so lange unter vorbestimmtem Verdichtungsdruck gehalten wird, bis das mineralische Bindemittel sich verfestigt hat, " ·
- das Bauelement bei einer Temperatur zwischen 10 0C und 50 0C aushärtet.
Die feste Verbindung der Teilchen aus Lignocellulose wird erreicht, in dem das Bindemittel in alle Fissuren, Öffnungen und Poren der Oberfläche dieser Teilchen eindingt· Die Festigkeit des Bindemittels wird nicht beeinträchtigt, da in der lignocellulose extrahierbare Materialien nicht vorhanden sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines haftenden mineralischen Überzugs auf einem Oberflächengebiet eines Lignocellulosekörpers, bei dem auf die Oberfläche eine ausreichende Menge an einer wäßrigen Ammoniumpolyphosphatlösung aufgebracht wird, um diese zu benetzen« Danach wird ein feinteiliger mi-
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neralischer Feststoff, wie Magnesium- oder Calciumoxid oder Magnesium- oder·Calciumhydroxid oder Magnesiumoder Calciumcarbonat, in solcher Menge aufgebracht, daß eine fest auf der nassen Oberfläche haftende Schicht gebildet und der Körper getrocknet wird.
Das für die Durchführung des Verfahrens verwendete Lignocellulosematerial kann einen Feuchtigkeitsgehalt in dem Bereich zwischen einem im wesentlichen dehydratisieren Zustand und etwa 100 Gew.-% Wasser haben. Der feinteilige mineralische Feststoff kann in einer Menge zwischen
etwa 15 mg und 20 mg MgO je cm der Oberfläche des Lignocellulosematerial Verwender werden und Korngrößen in dem Bereich von 149 bis etwa 15 μ haben, wobei die Menge an Lösung derart ist, daß sie zwischen 12 und 20 mg P2O5 je cm2 Oberfläche liefert.
Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird in den Porenräumen eines Lignocellulosekörpers ein Uiederechlag aus Ammoniumphosphat mit einem Oberflächenvolumen an Oxyphosphaten von Magnesium oder Calcium gebildet, der in Mikrοräumen und Vertiefungen im Oberflächenvolumen kristallisiert. Auf den so imprägnierten Formkörper aus Lignocellulose wird eine Schicht aus feinteiligem mineralischem Feststoff gebildet, dessen Teilchen fest aneinander und über diese Verbindungen fest an diesem Formkörper haften. ·
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Der Formkörper kann mit einer Salzabscheidung von 40 . bis 70 mg je cm Holzvolumen und einer haftenden Mineralabscheidung von etwa 65 bis 400 mg je cm Oberfläche des Formkörpers versehen werden.
Wenn die Teilchen der Lignocellulose parallele Oberflächen aufweisen, wie Furniere, Schnitzel und orientierte Späne, und so übereinander liegen, daß ihre längste Abmessung parallel zu dem daraus hergestellten Formkörper liegt, so besteht die Rolle des Bindemittels hauptsächlich darin, Scherkräften standzuhalten, die im allgemeinen gegen die Enden des Formkörpers zunehmen. Wie in herkömmlichen aus Folien hergestellten Schichtkörpern soll die Adhäsion des Bindemittels derart sein, daß das Holz eher nachgibt als das Bindemittel, sobald der Formkörper auf Bruchfestigkeit getestet wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Vermischen einer basischen Metallverbindung, wie Magnesium- oder Calciumoxid, -hydroxid oder -carbonat mit einem Phosphat, derart, daß ein zementiertes Metalloxyphosphatbindemittel fest in der Oberfläche eines Lignocelluloseteilchens verankert wird, und so ein abgebundener Formkörper hoher Scherfestigkeit erhalten wird·
Die Erfindung betrifft weiterhin ein wirtschaftliches .· Verfahren zur Herstellung und zum Verformen einer Masse, die zu einem vorwiegenden Volumanteil aus Lignocelluloseteilchen und einem geringeren Volumanteil aus einem
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Magnesium- oder Calciusioxyphosphat enthaltenden Bindemittel besteht, das die Teilchen der Lignocellulose miteinander verbindet und eine gute Flammfestigkeit aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das mineralische Material in der Form einer ersten Schicht aus Magnesium- oder Calciumoxid, -hydroxid oder -carbonat mit einer Submikronteilchengröße bis zu einer Teilchengröße von wenigen p. und in einer Menge von etwa" 1,5 mg bis etwa 3»5 mg ~je cm Oberfläche der Lignocelluloseteilchen aufgebracht, wonach eine zweite Abscheidung aus größeren Lignocellulose-Teilchen in größerer Gewichtsmenge je Flächeneinheit aufgebracht wird.
Die Erfindung besteht also in einem Verfahren zum Aufbringen eines mineralischen Metalloxyphosphatbindemittels als integrierte Umkleidung auf die Oberflächen von Lignocelluloseteilchen und Binden einer mineralischen Feststoffschicht an die Oberfläche diesen Teilchen. Den Lignoeellulose-Teilcheii wird erhöhte mechanische Festigkeit und Flammfestigkeit sowie Verrottungsbeständigkeit verliehen, indem ihre Oberflächengebiete mit einer wäßrigen Lösung von Ammoniumpolyphosphat imprägniert wird. Desweiteren durch Abscheidung einer mineralischen Fest- . stoffschicht aus einer Magnesium- oder Calciumverbindung, die mit der Lösung unter Bildung eines Metalloxyphosphatbindemittels zu reagieren vermag, wobei die Feststoffe Korngrößen in einem Bereich von submikronisch bis zu
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etwa 250 fi haben«
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können als Bauelemente ausgeführte Formkörper geringer Dichte in der Form von Platten erhalten werden, die einen Kern aus Holzteilchen aufweisen, die mit elektrolytbildenden Phosphationen imprägniert sind und fest haftendes Bindemittel tragen· Das Bindemittel wird durch die Umsetzung von Calcium- oder Magnesiumoxid-, -hydroxid- oder -carbonatteilchen, die als Oberflächenschicht aufgebracht werden, mit dem Elektrolyten gebildet. Es bildet weiterhin Brücken zwischen den Holzteilchen, und der Kern der Platten wird durch diese Masse an ein Holzfurnier gebunden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Lignocellulose in Form von Folien verwendet, deren Kontaktflächen mit .einem damit integrierten Bindemittel aus den Reaktionsprodukten einer . Ammoniumphosphatlösung mit Calcium- oder Magnesiumoxid, -hydroxid oder -carbonat imprägniert sind.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein flüssiges Ammoniumpolyphosphat hergestellt, das zu 65 bis 85 % aus in PoIyphosphat gebundenem P2 0C und au 25 bis 30 % aus in Orthophosphaten gebundenem Ρ«0c besteht» Auch kann in anderer Weise ein Salz hergestellt werden3 dessen Po0c-Gehalt etwa ebenso zwischen Ortho- und Polyphosphat verteilt ist- Diese Salze sind
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hoch reaktiv mit den basischen Erdalkalioxiden, -hydroxiden und -carbonaten, insbesondere mit denen von Magnesium und Calcium. Die als dünne Überzüge gebildeten Reaktionsprodukte, die als Metalloxyphosphate bezeichnet werden können, sind wasserbeständig sowie fest und in dieser Hinsicht als Portland-Zement überlegen anzusehen.
Untersuchungen von Mikroschnitten von getrockneten Holzteilchen, die mit Ammoniumpolyphosphatlösung mit einer Viskosität in dem Bereich von etwa 30 bis 90 χ 10"*^ Pa.s (about 30 to 90 cP) bei Raumtemperatur imprägniert waren, zeigten eine mikrokristalline Salzabscheidung, die sich in die Holzräume bis zu einer Tiefe von wenigen hundert /u bis zu einigen mm als teilweise oder vollständige Füllung von Rissen und Limina und auf Gefäßwänden gebildete Überzüge erstreckten. Solche Satzabscheidungen erhöhen nicht nur die Druck- und Biegefestigkeit des.Holzmaterials beträchtlich, sondern verleihen dem Holz auch eine hohe Flammfestigkeit.
Durch Flüssigkeit, die aus den in Lignocellulosematerial charakteristischer Weise vorhandenen porösen Speichern neben dem Zementkorn austritt, und durch Reabsorption von Flüssigkeit in das Holz erfolgt ein beträchtlicher Transport von Kolloiden. Dieser Mechanismus ermöglicht die Verteilung von Reaktionsprodukten und die Füllung von Porenräumen in einer Weise, die weitgehend verschieden ist von der Bildung einer bindenden Masse um
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Teilchen eines Aggregats aus wärmefestem Material aus einer diese umgebenden lösung von Ammoniumpolyphosphat. Wenn die Lösung in hohle Tracheidräume in dem Holz gelangt und diese teilweise füllt und die Holzoberfläche MgO-Teilchen und Teilchen eines mineralischen Streckini ttels trägt, so erfolgt eine Abwanderung von Flüssigkeit. Diese Abwanderung bewirkt eine rasche Ausbreitung benetzender Filme um die Oberfläche dieser Teilchen und führt suspendiertes Kolloid mit sich. Die Migration wird vermutlich sowohl durch Kapillartransport der suspendierenden Flüssigkeit als auch durch mechanisch darin induzierte Druckgradienten und durch elektrostatische Kräfte innerhalb der Elektrolytlösung bewirkt. Durch einen beträchtlichen Transport solcher Massen werden diese in einem gewissen Abstand von den Teilchen innerhalb der Poren des Holzes abgelagert.
Die Reaktion von Ammoniumpolyphosphat mit den basischen Oxiden, Hydroxiden und Carbonaten ist stark exotherm und setzt Wasser in Freiheit. Auch Ammoniak wird im Molverhältnis 2:1, bezogen auf die basischen Metallverbindungen MgO, CaO, Mg(OH)2 und Ca(OH)2, in Freiheit gesetzt. Die Einleitung der Umsetzung mit dem Carbonat erfolgt bei Raumtemperatur langsam, kann jedoch durch Anwendung von Wärme beschleunigt werden, wobei die Erwärmung beispielsweise unter 100 0C,, liegt. Dabei entweicht eine große Menge CO2, und das Produkt nimmt eine stark poröse Struktur an, wenn man es ungestört sich verfestigen läßt. Die verhältnismäßig große Menge an
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gasförmigem Ammoniak ist zwar anfangs in dem wäßrigen Reaktionsmedium gut löslich, wird jedoch zu gegebener Zeit ausgetrieben, wenn durch die exotherme Umsetzung die Temperatur ansteigt und die Umsetzung sich ihrem Ende nähert. Weiterer Ammoniak wird mit der Verdampfung von überschüssigem Wasser abgetrieben. Eine Höchsttemperatur von 50 bis 65 °C wird auch dann innerhalb einer Mischzeit von 10 bis 20 Minuten erreicht, wenn nur geringe Mengen von beispielsv/eise MgO mit einem Überschuß an Ammoniumpolyphosphatlösung umgesetzt werd.en.
Bevor eine Gelierung erfolgt, muß eine kritische Temperatur erreicht werden. Die Zeit, die zwischen dem Erreichen des Zustandes einer nassen Paste und ihrer tatsächlichen Verfestigung verstreicht, kann beträchtlich variieren, da der Gelübergang beispielsv/eise von der Zusammensetzung des Granulats, der Korngröße und Korngrößenverteilung, der Konzentration an gelöstem Ammoniak und der Temperatur des Gemisches abhängt. In jedem Fall wird die Gelbildung durch eine große Oberfläche und geringe Korngröße beschleunigt, während inerte Komponenten die Reaktionsgeschwindigkeit beträchtlich senken·· Durch sorgfältige Wahl von Reaktionsbedingungen und Zusammensetzung der Reaktanten kann also die Verfestigungsgeschwindigkeit variiert werden. Die praktische Bedeutung des Gelpunkts in Verfahren zum Abbinden poröser Peststoffe, wie Holzteilchen, liegt darin, daß die Beweglichkeit einer Kolloidmasse in diesem Stadium durch die Senkung des Wasservolumens stark beschränkt wird und
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die als immobiles Material vorhandene lösung die Oberfläche des MgO-Korns umschließt. Hach Überschreiten des Gelpunkts wird die Umsetzung irreversibel und kann nicht mehr abgebrochen werden. Auch wenn die Reaktanten großen Überschüssen an Wasser, beispielsweise Meerwasser, ausgesetzt werden ist ein Abbruch nicht mehr möglich. Beim Härten des Gels erreicht die Wärmeentwicklung durch die Umsetzung ein Maximum, und die verfestigten Reaktionsprodukte erreichen 50 bis 75 % ihrer endgültigen Härte. Die maximale Festigkeit wird bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 8 bis 10 % und nach Entweichen des gesamten Ammoniaks erreicht.
Für kontinuierliche Verfahren, für die kürzere Zeiten der Umsetzung der basischen Metallverbindung mit Ammoniumpolyphosphaten erwünscht sind, kann ein Gemisch (das im folgenden als "Zementfeststoffe" bezeichnet wird) mit einem hohen Anteil an MgO und einem entsprechend geringeren Anteil an inertem oder schwach reaktivem feinteiligen Material verwendet werden. Das MgO v/ird vorzugsweise in hoch reaktivem Zustand (USP grade material) oder als totgebranntes dichtes Korn anstelle nur kalzinierten Magnesites eingesetzt. Als inerter oder schwach reaktiver Füllstoff kann roher Magnesit oder ein Dolomit oder ein anderer inerter Feststoff geeigneter Teilchengröße, wie Siliciumdioxid, Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid oder ein Erdalkaliphosphat oder -silikat oder ein Gemisch verwendet werden. Dieses Gemisch besteht aus einem Bruchteil der Menge an MgO bis zu dem Hundertfachen des Gewichts an MgO.
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Zur Herstellung optimaler Umkleidungen und Haftfestigkeiten an Holz jeder Art von.Lignocelluloseträgern ist es im allgemeinen zweckmäßig, zunächst die Lösung zu absorbieren und dann die pulverisierten Zementfeststoffe aufzubringen· Jedoch können gute Produkte auch dann hergestellt werden, wenn die lufttrockenen Holzteilchen gleichzeitig die Flüssigkeit und den Peststoff aufnehmen. Schlechtere Produkte werden jedoch entstehen, wenn solche Gemische auf grüne Holzteilchen oder Teilchen mit einem Feuchtigkeitsgehalt über 30 % aufgebracht werden. Bei derart hohem Feuchtigkeitsgehalt wird dann wegen der höheren Fließfähigkeit des Gemisches Feststoff/Flüssigkeit vor der Gelierung die Dicke der Umkleidung ungleichmäßig· Me Verfestigungsgeschwindigkeit des Zementüberzugs wird jedoch durch einen hohen Feuchtigkeitsgehalt der Holzteilchen nicht wesentlich beeinträchtigt.
Ammoniumcarbonat, das bei der Umsetzung von Magnesiumcarbonat mit Ammoniumpolyphosphat gebildet wird, ist ein schwacher Elektrolyt,der frei in die Flüssigkeit übergeht, die die Hohlräume im Holz einnimmt, und zu gegebener Zeit eine kristalline Salzabscheidung innerhalb der Tracheiden und der Poren des Holzes bildet. Eine solche Abscheidung steigert die flammfest-machende Wirkung.des. Ammoniumphosphats in dem Holz nach der Aushärtung, wenn ein Überschuß an Lösung zugesetzt wird.
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Ausfuhrung3 b ei spiel .
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung·
Nachfolgend ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Die Tatsache, daß Teilchen aus Holz aller in den folgenden Beispielen genannten Spezies, d. h« allen Arten von Lignocelluloseträgern mit Erfolg durch das mineralische Oxyphosphatbindemittel gemäß der Erfindung abgebunden werden können, erlaubt die Peststellung, daß die Umsetzung zwischen Ammoniumpolyphosphat und Magnesiumoxid oder Calciumoxid und/oder -carbonat-Zementfeststoffen durch Exudate, wie Zucker, Polyphenolharzen und Gummi, wie sie normalerweise im Pflanzenreich in freiem Zustand auftreten, praktisch nicht beeinträchtigt wird. Das Herauslaugen dieser Verbindungen durch wäßrig-hydraulische Zemente war bei herkömmlichen Zementhärtungen ein schwerwiegendes. Problem.
Um die Toleranz der zur Bildung von Magnesiumoxyphosphat führenden Umsetzung gegenüber wasserlöslichen Pflanzenbestandteilen zu bestimmen, wurde eine Anzahl Zylinder von 3 cm Durchmesser und 8 cm Höhe hergestellt unter Anwendung gleichbleibender Mengenanteile an Zementfeststoffen (75 Gew.-%) und Polyphosphatlösung (25 Gew.-%)
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und zwischen 0 und 5 Gew.-% variierender Mengen an Dextrose, bezogen auf das Gesamtgewicht von Lösung und Zementfeststoffen. Die Korngröße der Zementfeststoffe war > 0,074 mm bis' ^c 0,149 mm (passing 100 mesh and retained on 200 mesh screens), wobei 70 % <£. 0,104 mm (passing 150 mesh). Der Zement bestand aus 25 Gew.-% totgebranntem Magnesiumoxid mit einer Dichte von 3,26 und 75 % vermahlenem rohem Dolomit mit einer Dichte von 2,62 (Analyse 45,1 MgCO3), Rest hauptsächlich Siliciumdioxid und CaCO-s. Alle Zylinder wurden ohne Verdichtungsdruck gegossen und innerhalb 15 Minuten in gehärtetem Zustand aus den zylindrischen Formen genommen und 7 Tage getrocknet, bevor sie einem Kompressionstest unterworfen wurden· In Auswertung dieses Testes wurde festgestellt, daß das mineralische Bindemittel in anderen Tests, wenn es in Kontakt mit einer Harztasche von Fichtenholzfurnier (sitka spruce) stand, ebenso gut aushärtete. Die hierbei erzielte Haftfestigkeit war derart, daß beim Abbrechen des Bindemittels Harz an dem Mineral haften blieb.
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| Test Nr. | Dextrose,% | Druckfestigkeit | Elastizitäts* |
| kg/cm^ | modul, kg/cm | ||
| ί | O | 255 | 283,300 |
| 2 | 1 | 24.1 | 231,100 |
| 3 | 2 | 284 | 217,400 |
| 4 | 3 | 202 | 205,100 |
| 5 | 4 | 241 | 164,500 · |
Die Abnahme des Elastizitätsmoduls bei zunehmendem Zuckergehalt ist vermutlich auf das Kristallvolumen des in dem mineralischen Bindemittel verteilten Zuckers zurückzuführen.
Ausführungsbeispiel II
Gesiebte Fichtenholzteilchen von 0,84 bis 2,00 mm (passing 10 mesh and retained on 20 mesh) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 8,3 % in lufttrockenem Zustand wurden mit variierenden Mengen an Ammoniumpolyphosphat vom spezifischen Gewicht 1,4 und der Analyse 10-34-00 behandelt. Jede Probe wurde mit dem gleichen Gewicht an Zementfeststoffen mit einer Korngröße unter 0,15 mm (passing 100 mesh) aus 75 % vermahlenem Dolomit und
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25 % totgebranntem Magnesit in einer Menge gleich dem 2,5-fachen des Gewichtes der Holzteilchen behandelt. Bei der Herstellung von Zylindern mit einer Länge von 7,7 cm und einem Durchmesser von 3,03 cm wurde kein Verdichtungsdruck angewandt. Schon 30 Minuten nach dem Gießen der Zylinder wurde der Kompressionstest bis zum Bruch durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Test Holzge- Zementfeststoffe Gewichtd. Dichte d. Druckwicht Dolomit MgO Lösung Produkts festig
| 1 | 1 | 2,25 | 0,75 | 1,50 | 0,82 | 17,9 |
| 2 | 1 | 2,25 | 0,75 | 2,10 | 0,86 | 26,4 |
| 3 | 1 | 2,25 | 0,75 | 2,70 | 0,93 | 26,7 |
| 4 | 1 | — | 3,00 | 1,50 | 0,82 | 12,7 |
| 5 | 1 | «Mft«H | 3,00 | 2,10 | 0,86 | 20,0 |
| 6 | 1 | - —? | 3,00 | 2,70 | 0,93 | 26,8 |
| , 1 | 1 | 2,95 | 0,05 | 1,50 | 0,82 | 15,1 |
| 8 | 1 | 2,95 | 0,05 | 2,10 | 0,86 | 17,9 |
| 9 | 1 | 2,95 | 0,05 | 2,70 | 0,93 | 18,8 |
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In Tabelle III sind die Druckfestigkeiten für eine Anzahl verschiedener Holzteilchen Lignocellulose zusammengestellt, um den weiten Anwendungsbereich des Verfahrens gemäß der Erfindung aufzuzeigen. Es wurden dafür wiederum Zylinder hergestellt, wie sie in den vorangehenden Beispielen bereits beschrieben sind. Die Holzteilchen mit einer Größe von 0,84 bis 2,00 mm (passing 10 mesh but retained on 20 mesh) wurden bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 8,3 % getrocknet und mit abgewogenen Mengen Ammoniumphosphatlösung der Analyse 10:34:00 und gleichen Gewichtsmengen an Zement aus 75 % Dolomit und 25 % MgO (totgebrannt) behandelt. Das Verhältnis Holz: Zement betrug 1:3 und das Verhältnis Holz: Polyphosphat betrug 1:2,1 an Lösung. Der Verdichtungsdruck in der Form betrug 1 kg/cm , und der Drucktest wurde 30 Minuten nach dem Vermischen sowie nach 15_minütigem Erhitzen auf 105 0C und nach 7-tätigem Halten bei 20 0C durchgeführt. Variationen der zuerst gemessenen Festigkeit reflektieren die Eigenfestigkeit der Teilchen und nicht den störenden Einfluß einiger Holzbestandteile auf die Abbindung, wie sie bei der bekannten Verwendung von Portland-Zement oder anderen Magnesitzementen festgestellt wurde. Muster aus den gleichen Hölzern wurden mit verschiedenen Dichten unter
Anwendung von Verdichtungsdrücken von 1,2 und 10 kg/cm zur Zeit der Verformung hergestellt.
Tabelle III
| Lignocellulo- sespezies | Dichte g/cm-3 | 30 min | Druckfestigkeit, kg/cm | 7 Tage bei 20 0C | kl | |
| Test | Pichte | 0,87 | 23,2 | Art der Härtung 15 min bei 105 0C | 57,3 | I |
| 1 | Pichte | 1,07 | 23,5 | 26,4 | 94,1 | na |
| 2 | Pichte | 1,30 | 28,6 | 35,0 | 114,7 | |
| 3 | Pichte Excel sior | 0,45 | — | 46,6 | 15,1 | |
| 4 | Westl. rote Zeder | 0,50 | 11,8 | — | 20,1 | — |
| 5 | ti | 0,77 | 16,9 | 16,8 | 44,2 | hi O I |
| 6 | TI | 0,96 | 25,5 | 23,2 | 48,8 | |
| 1 | Westl· Lärche | 0,89 | 22,7 | 33,2 | 59,1 | |
| 8 | Robinie: | 1,09 | . 25,7 | —. | 93,2 , . | |
| 9 | Keruing | 1,23 | 33,0 | 43,9 | 92,4 | |
| 10 | Buche | 1,P3 | 20,6 · | 48,8 | 64,7 | |
| 11 | Hemlock Treib holz | 0,86 " | 21,2 | 44,9 | ||
| 12 | Schierlings tanne (naß) | 0,86 | 14,7 | —— | 36,6 | |
| 13 | Rinde von Douglastanne | 0,75. | 17,1 | — | 23,6 | |
| 14 | Baumwolle | 0,58 | 18,0 | ——. | 28,5 | |
| 15 | Reishülsen | 0,37 | ^m * | 19,2 | --. ' | |
| 16 | Bagasse | 0,89 | 17,2 | 19,2 | 25,3 | |
| 17 | — | |||||
211
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Ausführungsbeispiel IV
Eine Anzahl Muster wurden unter Verwendung von luft-r· getrockneten Fichtenteilchen mit einer Größe über 0,84 bis unter 4,00 mm (passing 5 mesh but retained on 20 mesh screen) in der Form von Spänen mit Längen in dem Bereich von etwa 0,5 bis 3 cm hergestellt. Die Späne wurden mit Ammoniumpolyphosphatlösung und Zementfeststoffen der gleichen Zusammensetzung wie im vorangehenden Beispiel vermischt, wobei, das Verhältnis Lösung zu Zementfeststoffen konstant gehalten wurde:
Druckfestigkeit, kg/cm
| 1 | 1 |
| 2 | 1 |
| 3 | 1 |
| 4 | 1 |
Test Holzge- Zementfest- Gewicht Dichte Art d.Härtung wicht stoff ge- der ^ v±n 7 Tage
wicht Losung b.105°C bei 20 0C
2,0 1,4 0,65 8,2 29,2
3,0 2,10 0,87 25,5 57,3
4,0 2,80 1,02 29,0 51,9
5,0 3,50 1,20 43,9 122,5
Die Muster wurden unter einem niedrigen Verdichtungsdruck von etwa 0,5 kg/cm geformt, und die Variation der Dichte ist hauptsächlich auf die Verwendung verschiedener Mengen an Zementfeststoffen zurückzuführen. Die Tests 1 und 2 gemäß Tabelle IV zeigen, daß mit verhältnismäßig geringen Kosten für die Reaktanten Produkte, d. h. Form-
211 Wi
"' ·.- 15.6,1979
. APC04B/211 691
'; ' .v 55 207 24
körper hoher Qualität von niedriger Dichte herstellbar sind»
Aus Holzteilchen verschiedener Form und unterschiedlicher Hölzer sowie unter Anwendung verschiedener Bedingungen, wie sie in Tabelle V angegeben sind, wurden Platten hergestellt. Die abgewogene Masse aus Lignocelluloseteilchen wurde zunächst mit bestimmten Mengen Ammoniumpolyphosphat der HPK-Analyse 10:34:00 versetzt und eingeweicht, bis die gesamte Lösung von den Lignocelluloseteilchen absorbiert war. Die nassen Holzteilchen wurden dann mit der angegebenen Gewichtsmenge an Zementstaub bestimmter Zusammensetzung bestäubt, und die Massen wurden in eine Form aus rostfreiem Stahl mit polierter Oberfläche eingebracht. Die Formen wurden in eine Kaltpresse eingebracht und die Masse bis zu einer bestimmten Nominaldicke komprimiert und 5 Minuten unter Druck gehalten. Die gehärteten Platten wurden den Formen entnommen und in einer Luftzugkammer 7 Tage bei Raumtemperatur luftgetrocknet. Die für den Biegetest verwendeten Probeplatten hatten Abmessungen von 6,5 cm χ 25 cm und waren im Abstand von 15 cm abgestützt.
Der Zementfüllstoff bestand aus rohem Dolomit mit einer Teilchengröße unter 0,149 mm (-100 mesh), und das Ammoniumpolyphosphat war entweder "wet process green" oder "black acid". Das MgO war entweder totgebranntes MgO
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| Teilchen | Zusammen- | 232 | 232 | - | 155 | 232 | Nominal- | Dichte Bruch- | Elastizitäts | Beschreibung/ |
| setzung in | rote Zeder 385 | dicke | modulp | modul ρ | Zusammensetzung/ | |||||
| kg | Hog-fuel, | cm | kg/cm | kg/cm | Behandlung | |||||
| HoIz-Ze- | 50% Rinde | |||||||||
| mentfest- | ||||||||||
| stoffe- | 155 | |||||||||
| Polyphos- | rote Zeder .385 | |||||||||
| phat | Hog-fuel, | |||||||||
| 1,Westl· | 155 | 50% Rinde | . · | Teilchen: lufttrok- | ||||||
| rote Zeder 385 | 1,9 | 655 21,4 | 12 290 | ken,Ammoniumpoly | ||||||
| Hog-fuel, | phosphat (Apph): | |||||||||
| 50% Rinde | 3. Westl. | grüne Säure | ||||||||
| Zementfeststoffe: | ||||||||||
| 75% Dolomit, 25% | ||||||||||
| totgebranntes MgO | ||||||||||
| 2, Westl· | - | Teilchen: naß, 50% | ||||||||
| 1,9 | 640 7,3 | 9 980 | Feuchtigkeit, Apph: | |||||||
| grüne Säure | ||||||||||
| Zementfeststoffe: | ||||||||||
| 75% Dolomit, 25% | ||||||||||
| totgebranntes MgO | ||||||||||
| , · | . | Teilchen: lufttrok- | ||||||||
| 1,9 | 655 20,6 | 12 000 | ken, Apph: schwarze | |||||||
| Säure | ||||||||||
| Zementfeststoffe: | ||||||||||
| 75% Dolomit, 25% | ||||||||||
| totgebranntes MgO |
(J
| Teilchen | Zusammen- JTominal- | i |
| setzung in dicke | ||
| kg cm | ||
| Holz-Zement | ||
| feststoffe- · · | ||
| PoIyphos | ||
| phat | ||
| 4.Westl. | 155 | |
| rote Zeder | 385 1,9 | |
| Hog-fuel, | 232 | |
| 50% Rinde |
Dichte Bruch- Elasti- Beschreibung/Zusammenmodulp zitäts- setzung/Behandlung kg/cm modul« kg/cm
18,2 10 660
Teilchen:lufttrocken, Apph: grüne Säure Zementfeststoffe: 98% Dolomit, 2% "USP MgO Heavy Powder"
5.Westl· 155
rote Zeder 385
Hog-fuel, 232 50% Rinde
1,9
20,9 12 090
Teilchen:lufttrocken, Apph: grüne1 Säure Zementfeststoffe: 95% Dolomit, 5% USP MgO
6. Erle, Plättchen
180 520 240
1,9
36,9 17 500
Teilchen:lufttrocken, Apph: grüne Säure Zementfeststoffe: 75% Dolomit, 25$ totgebranntes MgO
7. Kanada 145 Pappel, 385 Holzwolle 232
2,54
9,5 3 400
Teilchen:lufttrocken, Apph: grüne Säure Zementfeststoffe: 75% Dolomit, 25% totgebranntes MgO
C )
Teilchen
Zusammensetzung in
Nominaldicke cm
Holz-Zementfeststoffe- Po Iy pho sphat
Dichte Bruchmodul« kg/cm Elasti- Beschreibung/Zusammenzitäts- setzung/Behandlung modul« kg/cm
8· Rote 155 Zeder, 385 Hobelspäne 232
1.9
755 15,8 8 720
Teilchen: naß, 50% Feuchtigkeit, Apph: schwarze Säure Zementfeststoffe: 75% Dolomit, 25% totgebranntes MgO .
9. Schier- 155 lingstanne, 385 Pülpe-Chips 232
2,54
655 9,6 6 HO
Teilchen: lufttrocken, Apph: grüne Säure Zementfeststoffe: 75% Dolomit, 25% totge- , branntes MgO
10. Sandwichtafel
155
385 232
2,54
(655) 70,0 18 310
Teilchen: Kern: Gemisch wie 1. Oberfläche: Fichtenfurnier, 3mm dick
11. Espe, 185 Plättchen 555
1,9
850 18,5 11 500
Teilchen: ofengetrocknet, Apph: grüne Säure Zementfeststoffe: 75% Dolomit, 25% totgebranntes MgO
21 f
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Eine Anzahl Platten wurde unter Verwendung orientierter Holzteilchen aus Zuckerrohrrinde, die den äußeren fasrigen Stengelteil radial innenwärts einer harten wachsartigen und Siliciumdioxid enthaltenden Haut schicht ..... bildet, mit einer Dicke in dem Bereich von 1,3 bis 2,8 mm hergestellt. Das Mark aus dem Inneren und die wachsartige Außenschicht der Zuckerrohrrinde wurden mechanisch entfernt, und die Stränge mit einem Querschnitt von 1,5 bis 5 mm und einer Dicke von 1,0 bis 2,0 mm mechanisch auf 15 bis 20 cm Länge zerhackt.
Bekannte Gewichtsmengen an Strängen wurden mit Ammoniumpolyphosphat (schwarze Säure) und Zement in verschiedenen Mengenanteilen behandelt. Die Zementfeststoffe bestanden aus 0,75 Teilen MgO hoher Dichte und Aktivität und 2,25 Teilen vermahlenem Dolomit der Analyse 45,1 % MgCO-, Rest hauptsächlich Siliciumdioxid und CaCO.,. . . Alle Zementfeststoffe hatten eine Korngröße unter 0,149 mm (100 mesh screen). Die Verdichtungsdrücke beim Verformen betrugen 0,5, 0,7 und 7,6 kg/cm ,und die nominelle Plattendicke wurde auf 2,12 bzw. 1,19cm eingestellt. Die entsprechenden Werte des Bruchmoduls und des Elastizitätsmoduls sind in Tabelle VI zusammengestellt. Die Platten wurden 7 Tage gelagert, bevor sie getestet wurden. Die Größe der für den Biegetest verwendeten Platten entspricht der in dem vorangehenden Beispiel beschriebenen Größe.
211
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211 691
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Flammhemmende Formkörper als Bauplatten geringer Dichte wurden aus Zuckerrohrrückstand, d. h· aus Bagasse hergestellt. Diese erhält man, wenn die entblätterten Stengel des Zuckerrohrs durch Brechwalzen geführt und mit Wasser gespült werden. Die ausgepreßten Stengel werden in Hammermühlen zu Teilchen zerschlagen, die die Fasern der Stengel, Mark und andere Komponenten der Pflanze enthalten, die sich im Stängel befinden, d. h. die normalerweise vorhandenen Wachse und siliciumhaltige Abscheidungen.
Die aus der Hammermühle kommenden Teilchen dieser Lignocellulose hatten Größen bis zu 8 cm Länge mit Dicken zwischen 1 bis 4 mm. S'taub und Teilchen unter 0,84 mm (smaller than 20 mesh) wurden durch Sieben entfernt. Das spezifische Gewicht der Bagasse wurde mit 0,21 geschätzt, und die Oberfläche wurde zu 19 000 cm je 100 g lufttrockene Teilchen bestimmt.
Eine Testmenge von 200 g der luftgetrockneten Teilchen wurde mit 360 g handelsüblicher Ammoniumpolyphosphatlösung (Düngemittelqualität) vom spezifischen Gewicht 1,4 und der Analyse'10:34:00 STPK versetzt. Das entspricht etwa 9,5 mg Lösung je cm Umhüllungsfläche und einer Filmdicke von 68/i, wobei 3,23 mg P2 0C je cm2 Oberfläche der Lignocelluloseteilchen geliefert werden.
211 :69i
15.6.1979. APC04B/211. 691
. -. · 55 207 24
Ein Zementfeststoffgemisch aus 150 g totgebranntem Magnesia und 450 g gepulvertem Dolomit mit einer Teilchengröße unter 0,149 mm (passing 100 mesh) wurde auf die mit dem Polyphosphat benetzten Lignocelluloseteilchen gesiebt und 22 Sekunden durch Umwälzen eingemischt. Aus der gemessenen Dichte von 3»36 konnte geschlossen werden, daß die Menge an MgO-Korn 11,5 % oder 17»3 g reaktionsfähiges MgO als Oxyphosphat lieferte; d» h· 132,7 g dienten lediglich als dichter inerter Füllstoff· Auf gleicher Basis wurde geschlossen, daß der Dolomit 10,5, g MgO zu der Reaktion beitrug, während der Rest (428 g) inerter Füllstoff war.
Das Gemisch aus Bagasse und Zement wurde sofort in eine Plattenform mit Flansch der Abmessung 15 cm χ 30 cm geschüttelt, eingeebnet und mit einer Druckplatte mit 7>5 kg/cm verdichtet. Die Dicke wurde bei 2,53 cm gehalten. Nach 12 Minuten wurde der Druck entfernt, und die Platte 5 Tage luftgetrocknet, bevor der Test erfolgte. Die Temperatur der Platte zur Zeit der Entnahme
aus der Form betrug 54 0C. Die so gefertigte Platte
3 hatte nach dem Härten ein Volumen von 1017 cm_und wog
998 g, d. h. sie hatte eine Raumdichte von 0,98. Bruchmodul und Elastizitätsmodul beim statischen Biegen betrugen 79,4 bzw. 17 900 kg/cm2.
Eine Berechnung der restlichen Ammoniunipolyphosphatlösung (unter Vernachlässigung aus Dolomit gebildeten Ammoniurnearbonats), die in der Form von getrocknetem
211
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- APC04B/211 55 207 24
Salz in den Poren der Bagasse kristallisiert bleibt, zeigt, daß in den Teilchen eine solche Menge an Salz blieb, daß den Anforderungen an die Flammfestigkeit für Lignocellulose gemäß "Class A" Rechnung getragen wurde. Das Produkt wurde auf Entflammbarkeit getestet, indem man es über eine Fläche von 4,5 x 4,5 cm 15 Minuten lang einer direkten Flamme mit einer Temperatur von 800 0C aussetzte. Nach dieser Zeit war die Oberfläche nur leicht angeschmort aber nicht entflammt. Zu Beginn kam es zu einer geringfügigen Entwicklung von Gas und Dampf. Während die Flammseite durch die Hitze rot wurde, erwärmte sich die gegenüberliegende Seite nur etwa auf 40 0C. In einem zweiten Test wurde die Flammtemperatur auf 1200 bis 1400 0C erhöht, wodurch das betroffene Oberflächengebiet in etwa 30 Sekunden heiß glühend wurde und das Material unter Bildung eines Kraters allmählich zusammenschmolz. Nach 3 1/2 Minuten begann die gegenüberliegende Seite zu glühen und nach 5 Minuten brannte die 2,52-cm-Platte bis zur anderen Seite durch.
Auch Ammoniumpolyphosphat in fester Fo-rm, beispielsweise TVA 11:55:00 oder 12:54:00, kann für die Imprägnierung verwendet werden. So können, um die Bindung zu erzielen, in nur einer Verfahrensstufe Calcium- und Magnesiumverbindungen mit Lignocelluloseteilchen, Salz und Wasser vermischt werden.
42 -
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In einem ersten Versuch wurden 69 g Salz der Analyse 11:55:00 215 g Holzflocken von lufttrockener roter Erle von 1,3 mm Dicke und Breite und 2 bis 6 cm Länge zugegeben· Danach wurden dem Gemisch 250 g feinteilige Zementfeststoffe aus 25 Teilen totgebranntem Magnesit und 75 Teilen vermahlenem Dolomit mit einer Teilchengröße unter 0,149 cm (passing 100 mesh) zugesetzt. Wach gründlichem Durchmischen der trockenen Feststoffe wurden 100 g Wasser unter fortgesetztem Umwälzen auf das Gemisch aufgesprüht, und 30 Sekunden danach wurde der Ansatz in eine Form eingebracht und eingeebnet. Die Masse wurde
anschließend 10 Minuten unter einem Druck von 3 kg/cm · verdichtet, dann aus der Form entnommen und 7 Tage luftgetrocknet, bevor die Tests durchgeführt wurden. Die Dicke der Platte wurde auf 1,9 cm festgelegt, so daß die Dichte 0,54 g/cnr betrug. Der Bruchmodul betrug 18,6 und der Elastizitätsmodul 10 200 kg/cm2.
In einem zweiten Versuch wurde zunächst festes Ammoniumpolyphosphat in dem Wasser gelöst, und die entstandene Lösung wurde den Holzflocken zugesetzt. Die mit dem Elektrolyt benetzten Holzflocken wurden mit der gleichen Menge Zementfeststoffen wie oben bestäubt, und das Gemisch danach zu einer Platte mit den gleichen Abmessungen geformt. Uach 7 Tagen Konditionieren hatten die Muster des Formkörpers eine Dichte von 0,54 g/cm , einen Bruchmodul von 20,0 und einen Elastizitätsmodul von 12 100 kg/cm # Ein mit flüssigem Ammoniumpolyphosphat der Analyse 10:34:00 hergestelltes Muster des Formkörpers
211 *9'f
15.6.1979.
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•
der gleichen Dicke hatte eine Dichte von 0,87, einen
Bruchmodul von 36,9 kg/cm und einen Elastizitätsmodul
von 17 500 kg/cm . Dies zeigt, daß festes Ammoniumpolyphosphat anstelle des flüssigen Salzes verwendet werden kann.
Um die Haltbarkeit von Formkörpern, die aus mit Magnesiumoxyphosphat überzogenen Holzteilchen hergestellt werden zu testen, wurden zwei Serien von Mustern der Formkörper mit einer Dicke von 2,12 cm und einer Dichte von 0,55 hergestellt« Hierzu wurde als inerter Füllstoff für den Formkörper pulverisierter Siliciumdioxidsand verwendet.
Eine Serie wurde nach 7 Tagen Aushärten bei Raumtemperatur in lufttrockenem Zustand getestet. Der Bruchmodul
der Muster betrug 25,7 kg/cm und der Elastizitätsmodul 12 340 kg/cm2.
Die zweite Serie von Mustern der Formkörper wurde siebenmal abwechselnd in Leitungswasser und in Seewasser getaucht und nach jedem Eintauchen luftgetrocknet. Dann wurden die Muster in lufttrockenem Zustand dem Biegetest unterworfen. Der Bruchmodul war um. 7 % gesenkt und der Gewichtsverlust betrug 3 % für den der Witterung ausgesetzten Teil.
'2 H-691
·.'.'. 15.6.1979
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Das verhältnismäßig gute Biegevermögen der Formkörper gemäß dem Verfahren der Erfindung macht die Herstellung von mineralisch gebundenen Holzprodukten von hoher Festigkeit und geringem Gewicht von hohler kreisförmiger oder rechteckiger Form möglich, wie sie für Entwässerungsziegel, Entwässerungsrohre und längere Rohrab- ν schnitte verwendet wird. Die für solche Zwecke erforderliche Porösität und Durchlässigkeit für Flüssigkeiten kann durch Wahl der Bedingungen, unter denen das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt wird, erzielt werden. Andererseits können, wenn Bedingungen gewählt werden, die die Migration von Kolloiden an die Oberflächen begünstigen, wie beim Spinngießen, Ziegel und Rohre mit geschlossener Oberfläche hergestellt werden.
Wenn dagegen beispielsweise Stangen von hoher Biegefestigkeit und geringem Gewicht hergestellt werden sollen, kann eine kontinuierliche Verformung mit geringer Umdrehungsgeschwindigkeit der Form während oder nach der Verformung zur Erzielung gleichzeitig einer Verdichtung des Gemisches von Holz und Zement und einer Kolloidmigration an die Oberfläche durch die dadurch erzeugte Zentrifugalkraft angewandt werden. Durch Variieren dieser Technologie können die verschiedensten Formkörper hergestellt werden.
Claims (14)
- Erfindungsanspr uc h1. Verfahren zur Herstellung eines flammhemmenden als Formkörper ausgeführten Bauelementes aus Lignocelluloseteilchen, in deren Porenräumen Ammoniumpolyphosphat abgeschieden ist und in deren Oberflächenvolumen Magnesium- und/oder Calciumoxyphosphate in ' Mikroräumen und Vertiefungen in diesem Oberflächenvolumen kristallisiert sind und der an seiner Oberfläche eine haftende mineralische Abscheidung aus untereinander und an die Lignocelluloseteilchen gebundenen feinen mineralischen Feststoffteilchen trägt, gekennzeichnet dadurch, daß- auf die Oberflächen einer Masse von Lignocelluloseteilchen eine wäßrige Lösung aufgebracht wird, um einen netzenden Überzug zu bilden, der Phosphationen entsprechend einer Menge von etwa 12 bisρ "20 mg Pp°5 d© cm Oberfläche der Lignocelluloseteilchen je mm halber Dicke oder etwa 0,85 bis etwa 1,8 Gewichtsteile je Teil der Teilchen, bezogen auf deren Trockengewicht, liefert,- die benetzte Masse ausreichend lange hält, und die Lösung fast vollständig von den Lignocelluloseteilchen absorbiert v/ird, während die Oberfläche befeuchtet bleibt."- auf die benetzten Lignocelluloseteilchen feintei-2 1 1 $91
- 15.6.1979 .APC04B/211 691 55 207 24Iige mineralische Zementfeststoffe in einer Mengevon 15 bis 400 mg je cm Oberfläche der Lignocelluloseteilchen je 3^111 der halben Dicke oder von etwa 0,65 bis etwa 1,5 Teile aufgebracht werden, wobei die basische Metallverbindung aus etwa 20 bis 50 mg an totgebranntem Magnesia im Gemisch.mit feinteiligem mineralischem Füllstoff besteht, der Füllstoff in einer Menge zwischen einer Spur und dem Fünfzigfachen des Gewichtes der basischen Metallverbindung vorhanden ist und die Zementfeststoffe Korngrößen in einem Bereich von 53-/u bis etwa 149 p. haben, -- die Masse aus mit den Überzügen versehenen Lignocelluloseteilchen als Bauelement geformt wird, und dieses Produkt wenigstens so lange unter vorbestimmtem Verdichtungsdruck gehalten wird, bis das.mineralische Bindemittel sich verfestigt hat, und- das Bauelement bei einer Temperatur zwischen 10 0C und 50 0C aushärtet«
- 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lignocelluloseteilchen einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 0,5 und 100 Gew.-% haben, bevor der benetzende Film und die Zementfeststpffe aufgebracht werden.21! 691
- 15.6.1979APC04B/211 691 55 207 24Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lignocelluloseteilchen aus Weich- oder Hartholzbäumen, Getreidepflanzenstengeln, Bambus, Zuckerrohr und fasrigen Pflanzenstengeln hergestellt sind.Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Ammoniumpolyphosphatlösung hergestellt wird, indem man konzentrierte Ammoniumhydroxidlösung mit Polyphosphorsäure mit einem PpO^-Gehalt von etwa 82 % umsetzt, so daß eine wäßrige Lösung mit etwa 28 bis 37 Gew.-% ^2 0S entsteht·Verfahren nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Ammoniumpolyphosphatlösung ein Gemisch von Ammoniumphosphaten, einschließlich etwa 35 bis 40 % Ammoniumorthophosphat, etwa 45 bis 50 % Ammoniumpyrophosphat, etwa 9 bis 11 % Ammoniumtripolyphosphat und etwa 2 bis 5 % höheren Ammoniumpolyphosphaten ist und einen Ammoniumgehalt entsprechend einer Stickstoff analyse von 10 bis 11 % und einen Phosphationengehalt entsprechend einer Pp0,--Analyse von etwa 34 bis 37 Gew.-% aufweist.Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die feinteiligen mineralischen !Feststoffe aus Magne- . siumoxid und festen Füllstoffen, nämlich Magnesit, Kalkstein, Dolomit, Magnesiumsilikat, Magnesiumphosphat, Calciumsilikat, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, gebranntem Schiefer und/oder pulverisiertem21 1 .69 i
- 15.6.1979 . APC04B/211 691 55 207 24Schamottestein, bestehen*
- 7. Verfahren nach Punkt 1,' 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß der mineralische feste Füllstoff eine magnesiumhaltige Verbindung, die schwach reaktiv mit der Lösung ist, nämlich Dolomit und/oder rohes. Magnesiumcarbonat ist und die basische Metallver- bindung totgebranntes Magnesiumoxid darstellt und Füllstoff und Magnesiumoxid Korngrößen in dem Bereich von etwa 50/u bis etwa 250 yu haben.
- 8. Verfahren nach Punkt 1, 5, 6 oder 7, gekennzeichnet dadurch, daß der mineralische Füllstoff der Lösung gegenüber inert ist.9· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß . der Überzugaus Zementpulver in der Weise aufgebracht wird, daß zunächst mikrofeine Teilchen aus Magnesiumhydroxid in einer Menge von etwa 1,5 bis 3*5 mg je cm Oberfläche der Lignocelluloseteilchen und anschließend die Lösung, die basische Metallverbindung und der Füllstoff aufgebracht werden.10· Verfahren nach Punkt 1 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß die haftende mineralische Abscheidung zwischen etwa 15 und 200 mg Magnei
des Formkörpers enthält.2 etwa 15 und 200 mg Magnesiumoxid je cm Oberfläche211 691 - 15.6.1979:,. „.. APC04B/211 69155 207 2411· Lignocellulosekörper nach Punkt 1, 5, 6, 7, 9 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindungen in einer Oberflächehzone des Formkörpers bis zu einer Tiefe zwischen 30 und 200/u verteilt sind.
- 12. Verfahren nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß der benetzende Film und die mineralischen Zementfeststoffe getrennt voneinander aufgebracht werden und eine dieser Komponenten zuerst aufgebracht wird.13* Verfahren nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß der benetzende PiIm und die mineralischen Zementfeststoffe durch gleichzeitiges Aufsprühen und Aufstäuben aufgebracht werden, während die Masse aus Lignocelluloseteilchen gemischt und anschließend weitere 4 Sekunden bis etwa 4 Minuten gemischt wird, bevor sie verformt wird.14· Verfahren nach Punkt 1, 12 oder 13» gekennzeichnet dadurch, daß die verformte Masse nur unter dem sich durch das Eigengewicht der Lignocelluloseteilchen und daran haftenden Materialien erzeugten Verdichtungsdruck gehalten wird. . ·15· Verfahren nach Punkt 1,. 12 oder 13, gekennzeichnet dadurch, daß die verformte Masse unter einem Ver- . dichtungsdruck gehalten wird, der durch Pressen einer oder mehrerer Pormflächen gegen die Masse mit einem211
- 15.6,1979 APC04B/211 . ' ' 55 207 24Druck in dem Bereich von etwa 0,3 bis etwa 14 kg/ρ
cm ausgeübt wird.16« Verfahren nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die wäßrige Lösung und die Zementfeststoffe kontinuierlich durch automatisches Zumessen auf die Lignocelluloseteilchen aufgebracht v/erden, die Masse anschließend einer Mischvorrichtung und das Gemisch kontinuierlich der Formungsvorrichtung zugeführt werden.17» Verfahren nach Punkt 1, 12 oder 13»·gekennzeichnet. dadurch, daß die mit der Lösung und den Zementteilchen versehenen Lignocelluloseteilchen durch Umwälzen vermischt werden und das Gemisch, solange das Bindemittel noch kein Gel gebildet hat, in • einer Schicht oder in mehreren Schichten in eine horizontale Porm zwecks Bildung einer Platte eingebracht wird. - 18. Verfahren nach Punkt 17, gekennzeichnet dadurch,daß die mit den Überzügen versehenen Lignocelluloseteilchen in der Weise zu einer Platte vereinigt werden, daß die Teilchen der Lignocellulose vorwiegend mit ihrer Dickenabmessung parallel·zur Dickenabmessung der Platte orientiert sind.19· Verfahren nach Punkt 1, 2 oder 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Lignocelluloseteilchen aus wenig-11
- 15.6.1979 APC04B/211 691 55 207 24stens einem Paar Holzfolien mit einander gegenüberliegenden und sich im wesentlichen lateral err streckenden Oberflächen bestehen und die wäßrige Lösung und die Zementfeststoffteilchen mechanisch über wenigstens eine Oberfläche jeder Folie verteilt und wenigstens ein Paar solcher Folien übereinanderliegend in Kontakt miteinander mit den zementüberzogenen Oberflächen in Berührung miteinander unter ' einem Druck von 2 bis 14 kg/cm vereinigt werden, um eine Schichtplatte herzustellen.
- 20. Verfahren nach Punkt 1, 4, 12, 13 oder 19, gekenn- ' zeichnet dadurch, daß die Härtung mittels umlaufender Luft von niedriger relativer Feuchtigkeit um die Oberflächen des Produktes erfolgt, um in Freiheit gesetzten Ammoniak abzuführen und der Ammoniak von der abströmenden Luft zurückgewonnen wird, um einen Teil de3 mit der Polyphosphorsäure umzusetzenden AmmoniumhydroxLds zu liefern.21· Verfahren nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge an absorbiertem Phosphat zwischen einer Spur und etwa 150 mg je g Lignocelluloseteilchen liegt und aus Ammoniumphosphat besteht, das durch wenigstens teilweise Imprägnierung des Materials mit wäßriger Ammoniumpolyphosphatlösung abgeschieden ist....'.' 15.6.1979.. APC04B/211 691::; . . 55 207 24
- 22. Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Lignocelluloseteilchen Rindenteile von Bäumen enthalten.23· Verfahren nach Punkt 13, 14, 16 oder 17, gekennzeichnet dadurch, daß die benetzten und mit Zement überzogenen Lignocelluloseteilchen in der Form von Strängen parallel zueinander zu einer Platte vereinigt werden und das Produkt unter Verdichtungsdruck gehalten wird, um.der Platte nach der Aushärtung eine Dichte von etwa 0,38 bis 0,9 zu geben.
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