DE3308917A1

DE3308917A1 - Verfahren und anordnung zur herstellung von hydraulisch gebundenen pressgutplatten

Info

Publication number: DE3308917A1
Application number: DE19833308917
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: G Siempelkamp GmbH and Co KG
Current assignee: Rein Helmut 6729 Leimersheim De
Priority date: 1983-03-12
Filing date: 1983-03-12
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE3308917C2

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Preßgutplatten,

wobei Preßgut aus Span- und/oder Fasermaterial, Zement und Anmachwasser, ggf. mit Zusätzen, zu Preßgutrohplatten geformt, die Preßgutrohplatten unter Zwischenlage von Preßblechen mit über die freien Kanten der Preßgutrohplatten vorstehendem Freirand gestapelt sowie im Stapel unter einem Vorhärtungsdruck zusammengehalten werden, der in den Preßgutrohplatten bei. homogener Porenverteilung ein Porenvolumen freiläßt,

wobei ferner die freien Kanten der Preßgutrohplatten im Stapel, während einer vorgegebenen Vorhärtungszeit der Einwirkung von Heißwasser ausgesetzt und die Preßgutrohplatten unter Wasseraufnahme durch die Poren zu Preßgutvorplatten vorgehärtet werden, welche Preßgutvorplatten danach drucklos zu den Preßgutplatten weiter ausgehärtet werden. - Es versteht sich, daß bei der Herstellung solcher Preßgutplatten das Preßgut homogen aufbereitet wird, so daß sich in den Preßgutrohplatten auch eine homogene Porenverteilung mit offenen Poren einstellt, die über Kapillareffekt eine Wasseraufnähme bewirken können. Das Preßgut wird unter Berücksichtigung der stöchiometrisch für die hydraulische Bindung erforderlichen Wassermenge nach den herrschenden Regeln so angemacht, daß es nicht zu naß ist und noch Wasser aufnehmen kann. Als' Zement kommen alle hydraulischen Binder gemäß DIN 1164, Teil 1 in Frage. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Anordnung für die Durchführung eines solchen Verfahrens.

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Andrejewski, Honice & Partner, Patenfanwälte in Essen

I Die bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen sind alt (DE-PS 187 aus 1905), sie haben in die moderne Praxis keinen Eingang gefunden.

Den bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen liegt die Aufgabe zu- j gründe, dichte Preßgutplatten herzustellen, die zum Beispiel ι als Dachplatten keine Feuchtigkeit durchlassen. Es ist daher : anzunehmen, daß mit möglichst hohem Vorhärtungsdruck und großer Verdichtung, ohne Rücksicht auf das Porenvolumen, gearbeitet I wird. Das heiße Wasser wird offenbar aufgesprüht und kann durch , Wasserdampf ersetzt werden. Maßnahmen zur Steuerung oder Rege- ! lung der Temperatur der Preßgutrohplatten im Stapel sind nicht > vorgesehen. Das heiße Wasser soll über die freien Kanten auf die • Preßgutrohplatten einwirken und eine Aufquellung des Hydraulits in den Preßgutrohplatten bewirken, um dadurch zur Erzeugung der : angestrebten Dichtheit beizutragen. Arbeitet man so, so gelingt I es nicht, Preßgutplatten zu erzeugen, die reproduzierbar über- ! all gleiche Festigkeit und darüber hinaus eine homogene Veri teilung der weiteren physikalischen Parameter über den gesamten ι Grundriß in engen, durch die Aufbereitung des Preßgutes vorgegebenen Toleranzen aufweisen. Im Bereich der Mitte der fertigen Preßgutplatten stellt man andere Festigkeitswerte fest als im Bereich des Randes und häufig ist die Festigkeit im Bereich der Mitte der Preßgutplatten nicht ausreichend. Das dürfte der Grund sein, weshalb in der modernen Praxis mit ihren hohen Qualitätsforderungen anders gearbeitet wird.

,In der modernen Praxis werden die Preßgutrohplatten zwar ebenfalls in der angegebenen Weise unter Zwischenlage von Preß-

blechen gestapelt, die Stapel werden jedoch, zumeist im Durch-

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laufverfahren, in Klimakammern eingebracht und in diesen unter Einwirkung von feuchter Luft vorgehärtet. Damit soll unter Berücksichtigung der Partialdrücke verhindert werden, daß die Preßgutrohplatten bei der Vorhärtung über ihre freien Kanten Anmachwasser verlieren. Eine beachtliche Wasseraufnähme aus j der freien Luft heraus ist nicht möglich. Auch hier beobachtet j man häufig starke, unkontrollierte Schwankungen der Festigkeit ! über den Grundriß der Platten. Untersuchungen, die der Erfindung zugrundeIiegen, lassen den Schluß zu, daß diese Mängel der aus der Praxis bekannten Maßnahmen auf über den Plattenquerschnitt bei der Vorhärtung unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlicher hydraulischer Bindung beruhen. Dazu mag auch beitragen, daß die Preßgutrohplatten bei Beginn der Vor-ι härtung durch die heiße Luft von ihrem Rand her zunächst aufgeheizt werden, wenn auch spärlich, während danach durch die exotherme hydraulische Bindung in den Preßgutrohplatten Wärme entsteht, die sich im Bereich der Mitte des Stapels anhäuft und im Rahmen der bekannten Maßnahmen nicht definiert abgeführt werden kann. Zwar findet eine Wechselwirkung der heißen Luft auch mit dem Freirand der Preßbleche statt, diese Wechselwirkung ist jedoch spärlich und erlaubt wegen der geringen Wärmeleitung der heißen Luft keine Steuerung oder Regelung der Temperatur der Preßgutrohplatten im Innern des Stapels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß Preßgutplatten erzeugt werden '-.önnen, die über ihren gesamten Plattengrundriß in engen Toleranzen durch die Preßgutaufbereitung vorgegebene Festigkeits-

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werte und darüber hinaus auch eine sehr homogene Verteilung der weiteren physikalischen Parameter aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß Preßbleche verwendet werden, die als Wärmeleitplatten ausgeführt sind und deren Freirand als Wärmetauscherrand mit dem Heißwasser wechselwirkt, daß die Preßgutrohplatten im Stapel einem Vorhärtungs-

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!druck von 100 bis 400 N/cm so ausgesetzt werden,

j daß ein für eine Wasser auf nähme von 1 bis. 10 Gew.% > (bezogen auf das Gewicht der Preßgutrohplatte) aus- : reichendes Porenvolumen freibleibt,

jund daß der Stapel in strömendes Heißwasser eingetaucht sowie 'die Temperatur der Preßgutrohplatten im Stapel bei der Vor-¹härtung über die einstellbare Temperatur des Heißwassers und .die als Wärmeleitplatten mit Wärmetauscherrand ausgebildeten • Preßbleche gesteuert oder geregelt wird. Handelt es sich um die !Herstellung gebräuchlicher "Faserzementplatten", so wird nach be-jvorzugter Ausführungsform der Erfindung mit einem Vorhärtungs-

druck von 200 bis 300 N/cm gearbeitet und ein für eine Wasseraufnahme von etwa 7 Gew.% geeignetes Porenvolumen in den Preßgutrohplatten freigelassen. - Die Erfindung geht von der Erikenntnis aus, daß die Lösung der angegebenen Aufgabe zwei ;Voraussetzungen hat: Einerseits muß sichergestellt werden, daß !bei der Vorhärtung nicht nur kein Wasserverlust eintritt, sondern vielmehr eine definierte Wasseraufnähme erfolgt, anderierseits muß Vorsorge getroffen werden, daß bei der Vorhärtung in

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den Preßgutrohplatten überall gleiche Temperatur, d. h. möglichst homogene Temperaturverteilung über dem gesamten Grundriß sich einstellt. Beide Voraussetzungen sind erfüllbar, wenn in der angegebenen Art und Weise mit Heißwasser gearbeitet wird, ! ein definiertes Porenvolumen eingerichtet und die Preßbleche zu Elementen ausgestaltet werden, die eine Steuerung oder Regelung der Temperatur der Preßgutrohplatten im Stapel zulassen. Es versteht sich, daß die so ausgestalteten Preßbleche ; Wärmeenergie auch aus dem Heißwasser aufnehmen bzw. an das j Heißwasser abführen müssen, was ohne Schwierigkeiten möglich ι ist, wenn mit strömendem Heißwasser gearbeitet wird und dessen j Temperatur gesteuert oder geregelt wird. Um eine Strömung des ; Heißwassers zu erzeugen, kann mit Umwälzeinrichtungen gearbeitet j werden, da es jedoch nur auf eine Relativbewegung ankommt, be-

j steht auch die Möglichkeit, die Stapel in dem Heißwasser, bei-

spielsweise in einem Tauchbecken, entsprechend zu bewegen. Das für eine bestimmte Qualität der Preßgutplatten erforderliche Porenvolumen läßt sich durch Versuche leicht ermitteln. Das Porenvolumen stellt sicher, daß die Preßgutrohplatten bei der Vorhärtung im Stapel eine definierte Wassermenge aufnehmen, wobei das Wasser überraschenderweise auch bis in den Bereich der Mitte der Preßgutrohplatten gelangt. Das Porenvolumen sowie damit die aufzunehmende Wassermenge werden so eingestellt, daß eine vollständige, definierte Abbindung des hydraulischen Binders stattfindet. Das über die Kapillarwirkung in die Preßgutrohplatten eindringende Wasser trägt auch zur Wärmeaufnahme der "^reßgutrohplatten sowie gleichmäßigen Temperaturverteilung in den Preßgutrohplatten bei, und zwar durch seine fühlbare Wärme sowie durch Verbesserung des Wärmeüberganges und der Wärmeleitung .

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Nach bevorzugter Ausfuhrungsform der Erfindung werden bei der
Vorhärtung die Preßgutrohplatten im Stapel zunächst aufgeheizt
und dann auf definierter Temperatur gehalten. Dazu lehrt die
Erfindung, daß die Preßgutrohplatten im Stapel zu Beginn der
Vorhärtung auf eine Temperatur von etwa 50 bis 80 ⁰C durch
das strömende Heißwasser aufgeheizt und danach unter Wärmeabfuhr durch das strömende Heißwasser auf dieser Temperatur gehalten werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es, dem strömenden
Heißwasser Abbindebeschleuniger beizugeben, beispielsweise so,
daß durch diese der Vorhärtungsvorgang eingeleitet wird. Es ' können dem strömenden Heißwasser aber auch Abbindeverzögerer ; beigegeben werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es fernerhin, | über das strömende Heißwasser die Temperaturführung während ' des Aushärtevorganges zu ändern, beispielsweise mehrmals auf \

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etwa 20 C zu senken und wieder anzuheben. ^ι

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß nach dem er- : findungsgemäßen Verfahren Preßgutplatten erzeugt werden können, | die über ihren gesamten Grundriß in engen Toleranzen, die durch ; die Preßgutaufbereitung vorgegeben sind, definierte Festigkeits-i werte aufweisen. Aber auch die weiteren physikalischen Parameter der Preßgutplatten sind über den Grundriß sehr gleichmäßig verteilt. Im Ergebnis erreicht man gegenüber den eingangs beschrie-!

benen, bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen eine beachtliche Ver-^; besserung der Qualität der fertigen Preßgutplatten. Das gilt ' aber auch im Vergleich mit den Maßnahmen, mit denen in der
modernen Praxis unter Verwendung von feuchter Luft und Klimakammern gearbeitet wird. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß : das erfindungsgemäße Verfahren in sehr einfachen Anlagen durch- ; geführt werden kann. Das wird im folgenden anhand einer Zeich- ; nung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Dar- : stellung

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Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

j Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

! Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach ! Fig. 2 und

! Fig. 4 den nochmals vergrößerten Ausschnitt C aus dem Gegeni stand nach Fig. 3.

!Die in den Figuren dargestellte Anordnung ist für die Durch-

führung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau der Anordnung gehören

eine Spannvorrichtung 1 für die unter Zwischenlage von Preßblechen 2 zu stapelnden Preßgutrohplatten 3 mit vorgegebenem Vorhärtungsdruck,

eine Einrichtung 4 für die Manipulation der Stapel 5 und ein Heißwasservorrat.

I Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt

l man, daß der Heißwasservorrat als Tauchbecken 6 ausgeführt ist,

j in welches im Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Stapeln 5 !eintauchbar ist, und zwar mit Hilfe der als Kran ausgeführten j Einrichtung 4 für die Manipulation der Stapel 5. Das Tauch-'becken 6 besitzt eine Umwälzvorrichtung 7 sowie eine Heiz- und !Kühleinrichtung 8 für das Heißwasser 9, dessen Menge ausreicht,

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um über die als Wärmeleitbleche mit Wärmetauscherrand 10 ausgeführten Preßbleche 2 die Temperatur der Preßgutrohplatten 3 im Stapel 5 zu regeln oder zu steuern. Im Ausführungsbeispiel be- !sitzt die Umwälzvorrichtung 7 für das Tauchbecken 6 eine Umlauf-.leitung 11 mit Pumpe 12, Filter 13 und die Heiz- und Kühlein-'richtung 8. Die Heiz- und Kühleinrichtung 8 ist ihrerseits mit ι einer Steuer- oder Regelvorrichtung versehen, die es erlaubt, \ die Temperatur des Heißwassers 9 einzustellen, so daß beispiels-' weise im Tauchbecken 6 zunächst eine Aufheizung der Preßgutroh-

■ platten 3 erfolgt und danach deren Temperatur konstant gehalten werden kann. Die Umwälzung ist entsprechend eingerichtet. Wie ! die Preßbleche 2 zur Erfüllung ihrer zusätzlichen Funktion als Wärmetauscher grundsätzlich aufgebaut sind, ergibt sich aus ieiner vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 und 4. Sie müssen ausreichende Dicke d und einen ausreichend breiten Wärmetauscher^

- rand 10 aufweisen und sollen aus einem gut wärmeleitenden Werkj stoff bestehen. Insbesondere aus der Fig. 4 entnimmt man, daß ! bei der Herstellung von Preßgutrohplatten der Dicke D die Preß- ! bleche 2 eine Dicke d aufweisen, die etwa D/2 entspricht. Man

erkennt fernerhin, daß der Wärmetauscherrand 10 der Preßbleche j eine Breite b aufweist, die um etwa einen Faktor 5 bis 10 größer ; ist als der Dicke d entspricht. In Fig. 4 wurde durch Pfeile 14 auch angedeutet, wie der Wärmefluß bei der Wärmezufuhr bzw. bei

■ umgekehrter Pfeilrichtung bei der Wärmeabfuhr ist. Endlich er- ! kennt man in Fig. 4, daß der Wärmetauscherrand 10 der Preß- ^; bleche 2 auch eine durch aufgesetzte Rippen 15 oder dergl. ver-I größerte Oberfläche aufweisen kann.

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!Die Spannvorrichtung 1 besteht beispielsweise aus einem Spann-I gerüst mit seitlichen Zugstangen 16, einem sog. unteren Pressen- !tisch 17 und einem sog. oberen Pressentisch 18. Die Anordnung j ist so getroffen, daß das Volumen des Stapels 5 bei der Vorhär- !tung unverändert bleibt.

- Leerseite -

Claims

Ändrejewski, Honke & Partner Patentenwälte

Diplom-Physiker

Dr. Waffer Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Kar! Gerhard Masch

Anwaltsakte: 59 282/RS 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 100254

10. Februar 1983

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung

G. Siempelkamp GmbH & Co.
Siempelkampstraße 75
4150 Krefeld 1

Verfahren und Anordnung zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Preßgutplatten

Patentansprüche:

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v1. (Verfahren zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Preßgutplatten,

wobei Preßgut aus Span- und/oder Fasermaterial, Zement und Anmachwasser, ggf. mit Zusätzen, zu Preßgutrohplatten geformt, die Preßgutrohplatten unter Zwischenlage von Preßblechen mit über die freien Kanten der Preßgutrohplatten vorstehendem Freirand gestapelt sowie im Stapel unter einem Vorhärtungsdruck zusammengehalten werden, der in den Preßgutrohplatten bei homogener Porenverteilung ein Porenvolumen freiläßt,

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^: wobei ferner die freien Kanten der Preßgutrohplatten im Stapel während einer vorgegebenen Vorhärtungszeit der Einwirkung von Heißwasser ausgesetzt und die Preßgutrohplatten unter Wasserauf-. nähme durch die Poren zu Preßgutvorplatten vorgehärtet werden, welche Preßgutvorplatten danach drucklos zu den Preßgutplatten

. weiter ausgehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß Preßbleche verwendet werden, die als Wärmeleitplatten ausgeführt sind und deren Freirand als Wärmetauscherrand mit dem Heißwasser wechselwirkt, daß die Preßgutrohplatten i

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: im Stapel einem Vorhärtungsdruck von 100 bis 400 N/cm so ausgesetzt werden,

daß ein für eine Wasseraufnähme von 1 bis 10 Gew.% (bezogen auf das Gewicht der Preßgutrohplatte) ausreichendes Porenvolumen freibleibt,

und daß der Stapel in strömendes Heißwasser eingetaucht sowie die Temperatur der Preßgutrohplatten im Stapel bei der Vorhärtung über die einstellbare Temperatur des Heißwassers und die als Wärmeleitplatten mit Wärmetauscherrand ausgebildeten Preßbleche gesteuert oder geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit

. einem Vorhärtungsdruck von 200 bis 300 N/cm gearbeitet und ein für eine Wasseraufnähme von etwa 7 Gew.% geeignetes Porenvolumen in den Preßgutrohplatten freigelassen wird.
3. Verfahren nach einem -der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutrohplatten im Stapel zu Beginn der Vor-. härtung auf eine Temperatur von ,etwa 50 bis 80 ⁰C durch das

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strömende Heißwasser aufgeheizt und danach unter Wärmeabfuhr durch das strömende Heißwasser auf dieser Temperatur gehalten werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem strömenden Heißwasser Abbindebeschleuniger beigegeben werden und durch diese der Vorhärtungsvorgang eingeleitet wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem strömenden Heißwasser Abbindeverzögerer bei-

gegeben werden. · '

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6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - mit einer Spannvorrichtung für die unter Zwischenlage der Preßbleche gestapelten Preßgutrohplatten mit

j vorgegebenem Vorhärtungsdruck, Einrichtung für die Manipulation der Stapel und Heißwasservorrat, dadurch gekenn-

iz eich riet, daß der Heißwasservorrat als Tauchbecken (6)

■ ausgeführt ist, in welches zumindest ein Stapel (5) mit Hilfe der als Kran ausgeführten Einrichtung (4) für die Manipulation der Stapel (5) eintauchbar ist, und daß das Tauchbecken (6) eine Umwälzvorrichtung (7) sowie eine Heiz- und Kühleinrichtung (8) für das Heißwasser (9) aufweist, dessen Menge ausreicht, um über die als Wärmeleitbleche mit Wärmetauseherrand (10) ausgeführten Preßbleche (2) die Temperatur der Preßgutrohplatten (3) im Stapel (5) zu regeln oder zu steuern.
7. Anordnung nach Anspruch.6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Preßgutrohplatten (3) der Dicke D die Preßbleche (2) eine JDicke d aufweisen, die etwa D/2 entspricht, und

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daß der Wärmetauscherranä (TO) der Preßbleche (2) eine Breite b aufweist, die um etwa- einen Faktor 10 größer ist als die .' Dicke d.

• 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekenn- ! zeichnet, daß die Preßbleche (2) aus gut wärmeleitendem Werkstoff aufgebaut sind.

! 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn- ; zeichnet/ daß die Preßbleche (2) einen Wärmetauscherrand (10) mit durch Rippen (15) oder dergl. vergrößerter Oberfläche aufweisen.

ί 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (1) das Volumen des Stapels '■ (5) bei der Vorhärtung unverändert festhält.