MATERIAL, PROCESS FOR ITS PRODUCTION AND USE OF THIS MATERIAL

Abstract: The novel material consists of water and of cement and paper particles approximately in a weight ratio of 750:100; it is produced very simply by mixing in this order. The paper particles have a size of about 1/2 cm<2>. After drying and setting of the mixture, the material shows surprisingly good strength properties which are, for example in plate form, better than those of the known asbestos boards. It also has a very low thermoconductivity and is equally pervious to air as natural building materials. It is therefore not only suitable as an asbestos substitute, but also for widespread use in the building trade, for example for wall and ceiling elements and other load- bearing components, and also for refractory or heat-insulating parts in other fields of application, in the ceramics industry in place of porcelain or stoneware, for sculptures and as a semifinished product for subsequent machining.

Description: Werkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwen dung des Werkstoffes. Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für die Bauindustrie, insbesondere zur Herstellung asbestfreier Roh- platten, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung für eine Vielzahl anderer Zwecke, wofür er sich auf Grund seiner auerordentlichen Eigenschaften hervorragend eignet. Der neue Werkstoff besteht aus einem vor dem Abbinden verformbaren Gemisch mindestens aus Wasser sowie aus Papier und Zement im Gewichtsverhältnis 100 : 750, wobei das Papier die Form von Teilchen mit einer Fläche von je ungefähr 1/2 cm2 besitzt. Als Papier kann ohne Nachteil Altpapier verwendet werden, das hierdurch eine hochwertige Verwendungsmöglichkeit findet. Eisher schon vorgeschlagene Gemische zur Herstellunc asbestfreier Platten enthalten z.T. ebenfalls Papier bzw. Altpapier, das jedoch vor der Verwendung chemisch behandelt ènzuckert) werden mup, um eine Bindung mit dem Zement zu erreichen, und damit erhält man Platten mit ungenügender Festigkeit, wenn man dem Gemisch nicht zusätzlich verstärkende Fasern irgendwelcher Art beifügt. Beim neuen Werkstoff jedoch ist eine chemische Behandlung des Papiers bzw. Altpapiers unnötig, und die Festigkeit daraus hergestellter Platten oder anderer Gegenstände ist bereits ohne verstärkende Zuschläge überragend gut, die Festigkeit z.B. von Asbestplatten erheblich übertreffend. Der neue Werkstoff besitzt mithin sehr überraschende Eigenschaften und Vorteile. Vielleicht ist dies wenigstens teilweise dem Umstand zu verdanken, dap für ihn Papierteilchen von einer gewissen Grobe verwendet werden, während frühere Vorschläge und Versuche stets von feingemahlenem Papier oder Papierschliff ausgegangen sind. Ein Versuch sprach für diese Vermutung, bei dem die für den neuen Werkstoff vorgesehenen Papierteilchen zu Kügelchen zusammengerollt worden waren; der daraus resultierende Werkstoff hatte annähernd ebenso schlechte Festigkeitseigenschaften wie die bisher schon vorgeschlagenen Werkstoffe mit feinteiligem Papier. Nicht aus zuschliepen ist ferner, dap beim neuen Werkstoff die andere physikalische Form dem Papier erlaubt, beim Abbinden des Zements an chemischen Reaktionen teilzunehmen. Es erscheint auch denkbar, dap das Wasser in die bisher vorgeschlagenen, sehr feinen Papierteilchen lediglich wegen seiner Oberflächenspannung nicht einzudringen vermochte, die durch den eingerührten Zement nicht kleiner wird, während es die relativ grossen Papierschnitzel oder Papierfetzen des neuen Werkstoffes ohne weiteres tränkt. Die in dem Gemisch vorzusehende Wassermenge kann sich nach dem vorgesehenen Verarbeitungsverfahren richten, z.B. zum Spritzen grnper sein als zum Giepen und Pressen; über- schüssiges Wasser verdampft dann während des folgenden Abbindevorganges. Abgesehen von solchen Sonderfällen, kann man sich an ein Gewichtsverhältnis von ungefähr 1000 : 100 : 750 für Wasser, Papier und Zement halten. Der neue Werkstoff erreicht eine besonders grope Festigkeit, wenn die Papierteilchen die Form von gerupften oder gerissenen Fetzen besitzen. Andererseits bekommt er eine lockere, poröse, tuffsteinartige Struktur, wenn man in Kalkmilch eingeweichte Papierteilchen verwendet. Die Farbe des neuen Werkstoffes bewegt sich je nach der Farbe des Papiers zwischen hellbraun und hellgrau, so dap man ihn, weil sie hell ist, leicht in gewünschter Weise färben kann. Dazu kann das Gemisch zusätzlich Farbstoffe oder Farbkörper als farbige Zuschlagstoffe enthalten. Man kann aber auch, abgesehen von ihrer Farbe, andere Zusschlagstoffe dem Gemisch beifügen, z.B. Sand als Streckmittel; dann mup man einerseits eine Verschlechterung gewisser Eigenschaften des Werkstoffes in Kauf nehmen, etwa der Festigkeit und des Wärmeisolationsvermögens, andererseits kann hierdurch eine wenn auch geringe Verbilligung resultieren. Letztere ist nicht zu erwarten beim Zusatz verstärkender Fasern1 wie sie Für vorbekannte Werkstoffe mit feinteiligem Papier vorgeschlagen wurden und nötig sind, und weil der neue Werkstoff schon ohne solche Fasern strenge Festigkeitsanforderungen erfüllt, erschiene ihr Zusatz darin kaum besonders zweckmäpig. Der neue Werkstoff läpt sich auf sehr einfache Weise herstellen. Zunächst stellt man aus Papier oder Altpapier die Teilchen in Form von Schnitzeln oder Fetzen her; Vorrichtungen hierfür sind bekannt, weitere lassen sich in naheliegender Weise für5diesen Zweck modifizieren. Dann mischt man Wasser und Zement im vorgesehenen Verhältnis und fügt dem die Papierteilchen bei, zweckmäpigerweise unter Umrühren, oder man nimmt das Mischen in einem Kessel mit Rührwerk vor. Ist ein tuffsteinartiger Werkstoff vorgesehen, so weicht man die Papierteilchen vor ihrem Einrühren in Kalkmilch ein, und etwaige Zuschlagstoffe kann man, je nach deren Art, einem Bestandteil des Gemisches oder dem fertigen Gemisch beifügen, z.8. einen löslichen Farbstoff dem Wasser, feinteilige Zuschläge der Zement-Wasser-Mischung und grobkörnige Zuschläge dem fertigen Gemisch im Anschlup an das Einrühren der Papierteilchen. Schlieplich bringt man das so erhaltene Gemisch in die Sür den Gegenstand oder für eine weitere Behandlung vorgesehene Form, bevor es durch Trocknen und Abbinden den fertigen Werkstoff bildet. Für die Formgebung eignen sich die verschiedensten, durchweg bekannten Verfahren, wie Giepen, Pressen, Spritzen. Schleudergup, Dampfpressen, aber auch Modellieren von Hand sind ebenfalls möglich. Platten kann man, mup man aber nicht nach dem ebenfalls bekannten Aufwickelverfahren herstellen. Der Erfinder hat auch festgestellt, dap man den neuen Werkstoff zudem sehr gut spanabhebend bearbeiten, z.B. sägen, bohren und feilen kann. Die Vielfalt der Verarbeitungsmög- lichkeiten hat ihn veranlapt, allerlei Eigenschaften des neuen Werkstoffes näher abzuklären. So hat er daraus eine Obstschale hergestellt und sich daraufgestellt; selbst durch ein Wippen liep sie sich hierbei nicht zu Bruch bringen. Von den üblicherweise für Obstschalen verwendeten Werkstoffen besitzt keiner eine solche Festigkeit. Die Obstschale liep sich bemalen und glasieren. In einem anderen Versuch hat der Erfinder eine ca. 2 cm dicke Schicht des neuen Werkstof fee auf der einen Seite Flammen von weit über 10000C ausgesetzt; nach 1/4 Stunde war die Oberflächentemperatur auf der anderen Seite erst um 15 C angestiegen. Der neue Werkstoff besitzt also eine äuperst geringe Wärmeleitfähigkeit. Weitere Versuche haben gezeigt, dap der neue Werkstoff in dersel ben Weise wie natürliche Baustoffe luftdurchlässig ist - im Gegensatz zum heute viel verwendeten Glas und Beton -, so dap der neue Werkstoff als Baumaterial eine wohnliche Atmosphäre im Inneren von Bauwerken sicherstellt. Demzufolge hat der Erfinder zahlreiche andere, vorteilhafte Verwendungen des neuen Werkstoffes gefunden, insbesondere für die folgenden Zwecke: a) In der Bauindustrie für Bausteine, Hohlziegel, Wand- und Deckenelemente und Für andere tragende Elemente, zum Gie pen von Böden auf der Baustelle, zum Verputz und als Spritzmörtel sowie für wärmeisolierende Schichten und Auskleidungen; b) in anderen Anwendungsbereichen zur Herstellung feuerfe ster oder wärmeisolierender Gegenstände oder Auskleidun gen; ; c) zur Herstellung von Formteilen, wie sie beispielsweise in der Keramikindustrie bisher in Form von Gefäpen und Ge schirr aus Porzellan, Steingut oder Ton erzeugt werden, oder von Plastiken [ kulpturen, Reliefs u.dgl.) durch Modellieren oder in einem der bekannten Gup-oder Prep verfahren; d als Halbzeug für nachfolgende spanabhebende Bearbeitung.

Claims: Patentansprüche: 1. Werkstoff Für die Bauindustrie, insbesondere zur Herstel lung asbestfreier Rohplatten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dap er aus einem vor dem Abbinden verformbaren Gemisch mindestens aus Wasser sowie aus Papier und Zement ungefähr im Ge wichtsverhältnis 100 : 750 besteht, und daR das Papier die Form von Teilchen mit einer Fläche von je ungefähr 2 1/2 cm besitzt. 2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap als Papier Altpapier verwendet ist. 3 Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR das Gemisch aus Wasser, Papier und Zement ungefähr im Gewichtsverhältnis 1000 : 100 : 750 besteht. 4. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap die Papierteilchen die Form von gerupften oder gerisse nen Fetzen besitzen. So Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap in Kalkmilch eingeweichte Papierteilchen verwendet sind. 6 Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap das Gemisch zusätzlich farbige oder als Streckmittel die nende Zuschlagstoffe enthält. 7. Verfahren zur Herstellung des Werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Man stellt aus Papier oder Altpapier die Papierteil zehen her; b) man mischt Wasser und Zement im vorgesehenen Verhält nis; c) dem fügt man unter UmrUhren die Papierteilchen bei; d) man bringt das so erhaltene Gemisch in die für den Gegenstand oder für eine weitere Bearbeitung vorgese hene Form und läpt es trocknen und abbinden. 8. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung des Werkstof fes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dap man die Papierteilchen vor ihrem Einrühren in Kalkmilch einweinht. 9. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung des Werkstof fes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dap man die Zuschlagstoffe je nach ihrer Löslichkeit oder Korngröpe einem Bestandteil des Gemisches oder dem fertigen Ge misch beifügt. 10. Verwendung des Werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die folgenden Zwecke: a) In der Bauindustrie für Bausteine, Hohlziegel, Wand- und Oeckenelemente und für andere tragende Elemente, zum Giepen von Böden auf der Baustelle, zum Verputz und als Spritzm8rtel sowie für wärmeisolierende Schich- ten und Auskleidungen; b) in anderen Anwendungsbereichen zur Herstellung feuer- fester oder wärmeisolierender Gegenstände oder Aus kleidungen; c) zur Herstellung von Formteilen, beispielsweise von Ge fäden oder Plast ken, durch Modellieren oder in einem Sup- oder Prepverfahren; d) als Halbzeug für nachfolgende spanabhebende Bearbei- tung.

Inventors: STEINER-DELLEY, JOSEF GOTTFRIED
Applicants: STEINER-DELLEY, YVONNE
Application year: 1984
Main classification: C04B18
IPC codes: B44C3, C04B18