METHOD AND DEVICE FOR LINING HOLLOW SHAPED PARTS ON THE INTERIOR

Abstract: 1. Method for lining hollow shaped parts on the interior, in particular for chimneys or suchlike with a thermal insulating layer of an insulating material, principally of expanded vermiculture and a hydraulic binding agent in which the insulating material is introduced in an annular slot (5) formed between the shaped part (3) and an inner core (4), characterised in that an insulating material with a ratio of water to solid matter of the insulating material of between 1.2 and 2 to 1 is used, that the insulating material is condensed such that it has a gross density of 150 to 400 g/l and/or a compression strength of 0.1 to 1 N/mm**2 and a coefficient of thermal conductivity of lambda = 0.18 to 0.20 W/m . K at an application temperature of 800 degrees to 1000 degrees C, and that the inner core is removed after consolidation and the shaped part is stored up to approximately 48 hours, with drying out being prevented.

Description: Es ist eine Aufgabe der Technik gasführende, thermisch beaufschlagte,hohle Formstücke, insbesondere Schornsteine,gegen Wärmeverluste zu isolieren und einer Materialzerstörung durch thermische Belastung des Innenkörpers und dadurch Gas-Undichtigkeiten entgegenzuwirken. Das schweizer Patent 443630 macht einen Schornstein bekannt,dessen äussere Ummantelung aus Asbestzement mit einem wärmeisolierenden Werkstoff innen ausgekleidet ist und der einen damit verbundenen Innenmantel aus hochwertigem Bindeton und aus Schamottezusatz enthält. Der wärmeisolierende Werkstoff soll aus einem gehärteten Mörtel bestehen,der aus Zement mit expandiertem Vermiculit,oder Perlit oder Hollit hergestellt wird. Zur Herstellung der Schornsteine wird auf einer Grundplatte ein hohler Kernkasten verwendet,an dessen Aussenseite Distanzorgane'rings um die aus den Kernelementen aufgebaute Innenform herum, angeordnet sind, die den Abstand zur hohlen Aussenform halten,und es wird der Formhohlraum mit einer fliessfähigen Masse aus dem wärmeisolierenden Werkstoff gefüllt. Dieser Schornstein zeigt einendreischaligen Aufbau,aber der wärmeführende hohle Kasten ist fest mit dem wärmeisolierenden Werkstoff verbunden. Durch diesen Verbund entsteht der Nachteil, dass bei thermischer Dilatation oder Kontraktion Risse durch unterschiedliche thermische Ausdehnung in den verschiedenen Materialien,insbesondere in der wärmeisolierenden Masse,enstehen,die zum Ablösen und Zerbröckeln führen. Für diese Schornsteine ist keine bestimmte Zusammensetzung der Wärmedämmschicht vorgeschlagen und auch kein bestimmtes Verhältnis Wasser zu Feststoff.Es wird weder eine bestimmte Rohdichte noch eine Druckfestigkeit und Wärmeleitzahl der Masse der Dämmschicht bei einer bestimmten Anwendungstemperatur als technischer Effekt bekannt. Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln,welches die bekannten Nachteile vermeidet,und welches die freie Beweglichkeit eines thermisch beanspruchten hohlen Innenkörpers ermöglicht.Ausserdem ist es ein wesentlicher Zweck des Verfahrens der Erfindung,hohle Formstücke, insbesondere Schornsteinmantelsteine,mit einer wärmedämmenden Innenauskleidung herzustellen oder zu versehen,die durch ein definiertes Verhältnis Wasser zu Feststoff eine rasche Anfangsfestigkeit aufweist. Als hohle Formstücke können auch metallische Rohre verwendet werden. Nur durch diesen technischen Effekt ist es möglich,ein rasches Herausnehmen des Innenkernes nach der Verdichtung der Dämmasse zu gewährleisten.Ausserdem ist es nur durch die Massnahmen des Verfahrens der Erfindung möglich, eine hohe Wärmedämmwirkung mit einer für die Praxis ausreichenden Festigkeit zu verbinden. zur Lösung dieser Ausgabe wlre eine Dämmasse mit einem Verhältnis Wasser zu Feststoff der Dämmasse von 1,2 bis 2 zu 1 verwendet, die Dämmasse verdichtet und eine Rohdichte von 150 bis 400 g/l und/ oder eine Druck 2 festigkeit von 0,1 bis 1 N/ mm sowie eine Wärmeleitzahl von = 0,18 bis 0,20 W/ m.K bei einer Anwendungstemperatur von 8000 bis 1000 C eingestellt,der Innenkern nach der Verdichtung herausgezogen und das Formstück bis etwa 48 Stunden unter Verhinderung des Austrocknens gelagert. Das Verfahren der Erfindung ist im Patentanspruch 1 definiert. Die Unteransprüche betreffen die alternative, bevorzugte Auagestaltung des Verfahrens der Erfindung und die Vorrichtung zu seiner Durchführung. Die Unteransprüche betreffen die Zusammensetzung der Dämmasse mit expandiertem Vermiculit als Hauptbestandteil,mit anderen mineralischen Nebenbestandteilen und mit einem Anteil an Methylcellulose. Diese betreffen eine vorzugsweise Zusammensetzung des expandierten Vermiculits mit einer bestimmten Kornverteilung im RRS Diagramm,sowie einen Kornbereich von 0,5 bis 15 mm und einen ähnlichen Bereich der Nebenbestandteile. Diese betreffen eine bevorzugte Zusammensetzung der Methylcellulose,sowie einen vorzugsweise verwendeten,feinteiligen Portlandzement. Die Unter ansprüche betreffen ferner das Verfahren,demzufolge der offene Formkörper zwischen der äusseren und der inneren Form hergestellt und danach die innere Form herausgezogen wird und dass der Innenumfang des gefertigten Formkörpers mit dem Aussenumfang der eingesetzten anderen Form einen vorgegebenen Ringspalt bildet,oder in einen fertigen Formkörper die andere Form eingesetzt wird,die mit dem Innenumfang des Formkörpers einen vorgegebenen Ringspalt bildet,dass eine Bodenplatte angeordnet ist und in den Ringspalt eine schütt- oder fliessfähige Dämmasse eingebracht wird. Als bevorzugte Anwendung betrifft das Verfahren der Erfindung die Herstellung und/ oder wärmedämmende Innenauskleidung eines Schornsteinmantelsteines. Die alternative Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung betrifft auch die Verdichtung der Dämmasse durch axiale oder radiale allseitige Druckanwendung, sowie einen Druck,der die Dämmasse um 5 bis 40 % des ursprünglichen Volumens verdichtet,und die Verdichtung der Dämmasse mittels Druckplatten oder Druckhämmer und/ oder durch Vibration. Das Verfahren der Erfindung betrifft auch die radiale Druckanwendung auf bewegliche, rechtwinklige Bleche,die in Bezug auf den Formkörper zentriert sind. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung betrifft die Ausbildung der Bodenplatte mit Zentrierdorn oder Vertiefung zur Fixierung der Form,sowie kreuzförmige Verbindungsbleche. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung betrifft auch die Ausgestaltung der Form mit beweglichen ,rechtwinkligen Blechen und aus radial angeordneten Druckstangen,sowie die Form aus metallischem Werkstoff ,vorzugsweise aus Edelstahl oder aus Kunststoff. Durch das sehr hohe Wasserrückhaltevermögen des als Hauptbestandteil in der nammasse gemäss der Erfindung erwendeten,expandierten Vermiculits wird bei Verwendung des hydraulischen Bindemittels nur teilweise dessen bindende und verfestigende Wirkung ausgenutzt.Bei zu hohem Wasserangebot würde ein ausreichender Verbund der Zementpartikel in der Masse verhindert. Ein zu niedriges Wasserangebot würde zu einer unvollständigen Hydratation des Zementes führen.Diese beiden Einflüsse des Wasserangebotes können gleichzeitig in der Masse an örtlich verschiedenen Punkten eintreten.Durch das von Lamellen des Vermiculitkornes aufgenommene Wasser kommt es für den an diesen Stellen befindlichen Zement zu einem Überangebot von Wasser.Andererseits findet der an der äusseren Oberfläche der Vermiculitteilchen befindliche Zement nur eine ungenügende Menge an Hydratationswasser vor. Das Verfahren der Erfindung gestattet durch die Einstellung eines ausgewählten Verhältnisses Wasser zu Feststoff,vorzugsweise auch in Kombination mit Methylcellulose,die Ausnutzung des Wassers in der Dämmasse optimal zu gestalten und diese Nachteile in dem Mischungsverhältnis zu vermeiden. Die Komponenten der Dämmasse gemäss der Erfindung sind in der Technik bekannt. Soweit Bimsgranulat als Nebenbestandteil verwendet wird,ist darunter ein hochporöses,vulkanisches Gestein der Korngrösse von maximal 0,5 bis 5 mm zu verstehen. Unter der sich rasch einstellenden Anfangsfestigkeit der verdichteten Dämmasse ist die Festigkeit zu verstehen,die sich innerhalb von 5 min nach der Formgebung noch vor der hydraulischen Abbindung einstellt. Die Wärmedämmwirkung der Dämmasse gemäss der Erfindung wird durch die Wärmeleitzahl t = W/ m.K ausgedrückt.Dieser Wert soll bei einer Anwendungstemperatur von bis 1000 C in einem Bereich von in= 0,18 bis 0,20 ( W/ m.K) liegen. Unter der Rohdichte der Dämmasse gemäss des Verfahrens der Erfindung wird das Gewicht der Dämmasse pro Volumeneinheit im abgebundenen und getrockneten Zustand in g /l verstanden. Das Verfahren der Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel erläutert. Dieses ist mit der Vorrichtung zu seiner Durchführung auch in den Figuren I bis IV beschrieben. Es wird der mit der Dämmasse fest zu verbindende Formkörper (3) auf die Bodenplatte (6) mit Zentrierdorn (11) aufgesetzt oder direkt auf dieser gefertigt.Sobald sich nach Einführung der fliessfähigen Dämmasse die Anfangsfestigkeit eingestellt hat,wird die Form (2),welche die Innenseite des Formkörpers (3) bildet,herausgezogen. Danach wird die weitere Form (4),vorzugs- weise eine aus 4 rechtwinkligen Blechen (4,a,b,c,d),in den Formkörper (3) oder auf den Zentrierdorn (11) und/ oder in die für eine Zentrierung vorgesehene Vertiefung (12) der Bodenplatte (6) so eingesetzt,dass sich mit dem Formstück (3) ein Ringspalt (5) bildet. Die Dämmasse wird mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung in Teilmengen bei gleichzeitiger Verdichtung durch Stampfen und /oder Rütteln in den Ringspalt eingeführt.Diese Massnahme wird so durchgeführt,dass die vorgegebene Druckfestigkeit erreicht wird. In einer anderen,beispielsweisen Ausfüh rungsf;rm wird die vorgegebene Dicke der Dämr.asse durch Einwirken eines mechani sGr.en,pneumatischen oder hydraulischen druckes auf die 4 Bleche (4,a,b,c,d) erreicht ,wodurch der Ringspalt das Einfüllvolumen verändert. Es ist zweckmässig durch einen Druckdeckel zu verhindern,dass die Dämmasse im oberen Teil eine geringere Rohdichte oder Festigkeit aufweisen kann. Nach der Beendigung der Einfüllung und Verdichtung der Dämmasse werden die Formen herausgezogen und der Formkörper mit der fest verbundenen Dämmasse 40 Stunden unter Feuchthalten zur Verhinderung des Austrocknens gelagert. Das Verfahren der Erfindung gestattet die Verdichtung der Dämmasse so durchzu ühren,dass bei gleichzeitig guter Wärmedämmwirkung im Anwendungszustand eine Anfangsfestigkeit von mindestens 0,035 N/ mm eingestellt wird. Es ist überraschend,dass die Aufgabe der Erfindung mit. einer Zusammensetzung der Dämmasse erreicht wird,die zu über 65 % aus expandiertem Vermiculit besteht und deren Korngrössenverteilung in einem engen, definierten Bereich liegt. Diese Kornverteilung liegt im Körnungsnetz von Rosin-Rammler-Sperling (RRS) in einem bevorzugten Kornbereich in einem praktisch geradlinien Verlauf bei einer Neigung entsprechend dem tg des Anstell winkels von 5 bis m0 . Im Gegensatz zu den praktischen Gegebenheiten von Betonmischungen erfordert das Verfahren der Erfindung überraschend nicht die dichte Teilchenpackung wie diese in der Praxis normalerweise vorgegeben ist. Das Verfahren der Erfindung führt mit der folgenden,beispielsweisen Zusammensetzung der Dämmasse zu den darin angegebenen Messwerten. Beispiel 1: Gewichtsteile Expandierter Vermiculit 55 gemäss Kornverteilungskurve A Portlandzement Z 55C 45 Methylcellulose 0,5 gemäss Beschreibung Rohdichte &gamma; = 250 g/l Anfangsfestigkeit # A = 0,048 N/ mm2 Maximalfestigkeit # M = 0,38 N/ mm2 Beispiel 2: Expandierter Vermiculit 48 gemäss Kornverteilungskurve B Expandierter Perlit gemäss Kornverteilungskurve C 7 Portlandzement Z 550 45 Methylcellulose 0,5 Beispiel 2: Rohdichte = 300 g/l Anfangsfestigkeit a A = 0,06 N/mm2 Ma imalfestigkeit #MA M = 0,6 N/mm2 Beispiel 3: Gewichtsteile Expandierter Vermiculit 47 gemäss Kornverteilungskurve B Expandierter Perlit 3 gemäss Kornverteilungskurve C Portlandzement Z 550 50 Methylcellulose 0,5 gemäss Beschreibung Rohdichte t:= 400 g/l Anfangsfestigkeit # A = 0,07 N/ mm2 Maximalfestigkeit # M = 0,75 N/ mm2 Beispiel 4: Unzureichende Anfangsfestigkeit Expandierter Vermiculit 48 Gemäss Kornverteilungskurve D Expandierter Perlit 7 gemäss Kornverteilungskurve E Portlandzement Z 550 45 Methylcellulose 0,5 gemäss der Beschreibung Rohdichte &gamma;= 300 g/l Anfangsfestigkeit # A = 0,015 N/ mm2 Maximalfestigkeit # M = 0,36 N/ mm2 Die Maximalfestigkeit ist zugleich die Endfestigkeit nach 28 Tagen nach DIN 1164(1970). Die Kornverteilungskurven sind in dem Körnungsnetz,Figur V,dargestellt. Das Verfahren der Erfindung gestattet die Innenauskleidung hohler Formstücke,insbesondere von Schornsteinen unter Verwendung von expandiertem Vermiculit als Hauptbestandteil mit einer kurzzeitigen Einstellung der Anfangsfestigkeit zur raschen Entfernung der Formen und damit zur Erreichung einer grossen Durchsatzkapazität und die praktisch vollständige Abbindung der Dämmasse zur Erreichung einer hohen Endfestigkeit. Die nach dem Verfahren der Erfindung erzeugten Formstücke weisen eine hohe Wärmedämmwirkung bei gleichzeitig ausreichender Festigkeit für Transport,Lagerung und Verwendung der Formstücke auf. Das Verfahren der Erfindung gestattet bei optimaler Einstellung der Wassermenge im Verhältnis zur Menge des Feststoffes die Einsparung erheblicher Trocknungskosten und eine rasche Benutzung der Formstücke. Dieses btet den weiteren Vorteil der Einführung innerer,frei beweglicher Formstücke, wodurch ein Zerstören der Dämmasse durch thermische Belastung vermieden wird. Das Verfahren der Erfindung mit der Vorrichtung zu seiner Durchführung gestattet eine gleichmässige,axiale oder radiale allseitige Verdichtung der fliessfähigen Dämmasse zur Erzielung einer gleichmässigen Struktur der abbindenden Dämmasse. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung gestattet mit der Formgebung gleichzeitig eine Fixierung der Form durchzuführen zur Herstellung gleichmässiger Formstücke ohne eine zusätzliche Zentrierung der Form.

Claims: Patentansprüche 1.Verfahren zur Innenauskleidung von hohlen Formstücken, insbesondere für Schornsteine oder dergleichen mit einer Wärmedämmschicht aus einer Dämmasse aus expandiertem Vermiculit und einem hydraulischen Bindemittel bei dem in einem,aus dem Formstück und einem Innenkern gebildeten Ringspalt die Dämmasse eingebracht wird,dadurch gekennzeichnet,dass eine Dämmasse mit einem Verhältnis Wasser zu Feststoff der Dämmasse von 1,2 bis-2 zu 1 verwendet wird, dass die Dämmasse verdichtet wird und eine Rohdichte von 150 bis 400 g/l und/oder eine Druckfestigkeit von 0,1 bis 1 N/mm2 sowie eine Wärmel.eitzahl vonA = 0,18 bis 0,20 W/ m.K bei einer Anwendungstemperatur von 8000 bis 10000C aufweist und dass der Innenkern nach dem Verdichten herausgezogen und das Formstück bis etwa 48 Stunden unter Verhinderung des Austrocknens gelagert wird. 2.Verfahren nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet, dass als Dämmstoffe der Dämmasse expandierter Vermiculit oder ein Gemisch aus expandiertem Vermiculit als Hauptbestandteil und expandierter Perlit,Bismgranulat,Blähton,pellierte Mineral faser und/ oder Keramikfaser als Nebenbestandteile und etwa o,2 bis 2 Gewichtsteile (GT) Methyl cellulose verwendet werden. 3.Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass expandierter Vermiculit mit einer Kornverteilung verwendet wird,dieaufgetragen in ein RRS-Diagramm,einen praktisch geradlinien Verlauf bei einer Neigung tg ct= 5 bis aufweist'in einer Menge von mindestens 65 GT des Gesamtdämmstoffes. 4.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass expandierter Vermiculit mit den Korngrenzen o,5 bis 15 mm verwendet wird und die Nebenbestand teile einen ähnlichen,engen Kornbereich aufweisen. 5.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass Methylcellulose als Komponente der Dämmstoffe verwendet wird,die einen Verätherungsgrad von 1,8 bis 2,0 und eine Viskosität,gemessen mit dem Rotationsviskosimeter,von 7coo bis lo ooo cP in 2-prozentiger Lösung bei 200C aufweist. 6.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass als hydrau liches Bindemittel Portlandzement der Festigkeitsklassen Z 450 oder Z 550 nach den DIN-Normen 1164,Ausgabe Juni 1970,verwendet wird. 7.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass der oben und gegebenenfalls auch unten offene Formkörper (3) zwischen der äusseren Form (1) und der inneren Form (2) hergestellt,danach die innere Form (2) herausgezogen wird und der Innenumfang des gefertigten Formkörpers (3) mit dem Aussenumfang der eingesetzten Form (4) einen vorgegebenen Ringspalt (5) bildet,oder in einen fertigen,oben offenen und gegebenenfalls auch unten offenen Form körper (3)eine Form (4) eingesetzt wird, deren Aussenumfang mit dem Innenumfang des Formkörpers (3) einen vorgegebenen Ringspalt (5) bildet,und eine Bodenplatte (6) unter dem unten offenen Formkörper (3) angeordnet ist und in den Ringspalt eine schütt- oder fliessfähige Dämmasse eingebracht wird. 8.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass als unten und oben offener Formkörper (3) ein Schornstein Mantelstein hergestellt wird. 9.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Verdichtung der Dämmasse durch axiale oder radiale, allseitige Druckanwendung erfolgt. 10.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Verdichtung der Dämmasse mit einem solchen Druck erfolgt, dass diese nach der Einführung in den Ring spalt (5) um 5 bis 4O % des ursprünglichen Volumes verdichtet wird. ll.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet,dass die Verdichtung der Dämmasse mittels Druckplatten oder Druck hämmer (7) und/oder durch Vibration erfolgt und die Luft durch Öffnungen entweicht. 12.Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Form (4) durch radiale Druckanwendung auf für sich bewegliche,rechtwinklige Bleche (4,a,b,c,d) in Bezug auf den Formkörper (3) zentriert wird und durch weitere radiale Druck anwendung die vorgegebene Verdichtung der Dämmasse erfolgt. ¯¯¯¯¯¯¯ 13.Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12,dadurch gekenn zeichnet,dass die Bodenplatte (6) zur Fixierung der Form (4) im Innenraum des Formkörpers (3) den Zentrierdorn (11) oder die Vertiefung (12) aufweist. 14.Vorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet,dass die Form (4) am unteren Ende kreuzförmige Verbindungs bleche (9) aufweist. 15.Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14 dadurch gekennzeichnet,dass die Form (4) aus 4,für sich beweglichen,rechtwinkligen Blechen (4,a,b,c,d) und aus den radial angeordneten Druckstangen (10) besteht. 16.Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 15 dadurch gekennzeichnet,dass die Form (4) aus metallischem Werkstoff wie Edelstahl oder aus Kunststoff besteht.

Inventors: BECKER, DIRK, DR.-ING., DABROWSKI, RALF, ING.-GRAD.
Applicants: HANS KRAMER GMBH & CO. KG DAMMSTOFFWERK
Application year: 1980
Main classification: E04F17
IPC codes: B28B11, E04F17, C04B28