DE3009951C2 - Verfahren zur Verhinderung der Effloreszenz bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Effloreszenz bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen.

Es ist bekannt, daß bei der Hydratation von Zement gemäß empirischen Formeln

2 (3 CaO · SiO₂) + 6 H₂O = 3 CaO ■ 2 SiO₂ · 3 H₂O + 3 Ca(OH₂) 2 (2 CaO · SiO₂) + 4 H₂O = 3 CaO · 2 SiO₂ · 3 H₂O + Ca(OH)₂

freier Kalk Ca(OH)₂ gebildet wird. Calciumhydroxid wird in Wasser gelöst, es diffundiert gegen die Oberfläche und wird darauf zunächst in der Form eines feuchten Films, nach der Trocknung jedoch in der Form von weißen Flecken ausgeschieden. Darin ist es teilweise noch als Hydroxid enthalten, teilweise ist es schon mit dem Kohlenstoffdioxid aus der Luft . carbonatisiert.

Bei Asbestzementerzeugnissen, die z. B. mit Eisenpigmenten in der Oberflächenschicht gefärbt sind, wird die Farbe durch weiße Kalkflecken stark verwischt und das Aussehen des Erzeugnisses im Ganzen verdorben.

Zur Verhinderung dieser Effloreszenz bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen sind zahlreiche Verfahren bekannt. Es werden dabei Aluminiumhydroxid, Tonerde, Aluminiumphosphate und Aluminiumsilikate [JP-PS 77/66 525, 77/66 524, 75/153 036, 75/31 884, 76/128 321, 75/38 133, Schaeffer H., Sprechsaal 110 (4) 207-211 (1977)], amorphe oder kristalline Kieselsäure, Alkalisilikate, Silikatschicht + Acrylatschicht, kolloide Kieselsäure + Acrylatemulsionen [JP-PS 78/108 121, 77/66 523, 76/147 500, 76/66 124, 76/62 825, 76/148 700, 76/77 618, 76/41 736, US-PS 38 54 987], Öle, Alkalisalze von Fettsäuren + Ammoniumcarbonat [JP-PS 74/128 020,73/09 088] verwendet.

Die Auswahl von geeigneten Stoffen zur Verhinderung der Effloreszenz bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen ist beschränkt, weil solche Stoffe preiswert und einfach anwendbar sein sollten, den Verlauf des Herstellungsverfahrens nicht entscheidend beeinflussen und andere, meistens mechanische Eigenschaften der Erzeugnisse nicht verschlechtern sollten. Alle diese Parameter sind wichtig, weil es sich bei dieser Herstellung um äußerst hohe Mengen handelt.

Die Effloreszenz wird am besten durch Aluminiumverbindungen verhindert. Wenn sie in die Farbschicht in einer Menge von 20 bis 25 Gew.-% zugesetzt werden, wird die Effloreszenz um 80 bis 90% vermindert. Die besten Ergebnisse werden mit analysereinem Aluminiumhydroxid, schlechtere mit technischem Aluminiumhydroxid erzielt. Kaum aktiv ist die bei niedriger Temperatur gebrannte Tonerde, die als Rohstoff wegen des Preises am besten entsprechen würde. Als Chemikalien mit einem hohen Preis sind die Aluminiumverbindungen als Zusatz für die industrielle Herstellung ungeeignet.

bO Auch durch Ersetzen des Zements mit feinerem oder kolloidem Quarzsand werden nicht die gewünschten Ergebnisse erzielt Durch feiner granulierte Stoffe wird zwar zum Teil eine Verbesserung der Oberflächen erzielt, die Effloreszenz wird jedoch nicht vollkommen verhindert. Dabei ist das Mahlen von Quarzsand teuer. Bei amorpher Kieselsäure ist die Herstellung wegen der Voluminosität erschwert.

Die anderen in der Literatur angegebenen Zusätze sind hydrophob und dadurch wird die Vereinigung der Grundmasse und der Farbschichl unmöglich gemacht oder zumindest stark erschwert.

Jetzt wurde ein neues Verfahren zur Verhinderung der Effloreszenz bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen unter Verwendung von Aluminiumverbindungen gefunden, das keine obigen Nachteile aufweist und wodurch das Problem der Effloreszenz auf eine einfache und preiswerte Weise gelöst wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß auf eine frische Asbestzementunterlage eine Farbschicht, worin 10 bis 50 Gew.-°/o Zement durch Calciumbauxit mit einer Korngröße von unter 90 μΐη ersetzt werden, aufgetragen und gepreßt wird, daß Erzeugnisse gereift und dann gehärtet werden, beidemal in einer Atmosphäre von gesättigtem Wasserdampf.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, daß die Unterlage frisch ist. Die Zusammensetzungen der Unterlage und der Farbschicht sind für das erfindungsgemäße Verfahren unwesentlich und es können alle in der Asbestzementindustrie üblichen und angewandten Zusammensetzungen verwendet werden. Das Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß in der Farbschicht 10 bis 50 Gew.-°/o Zement durch Calciumbauxit ersetzt werden. Dabei sind die Art und die Herkunft von Bauxit sowie seine chemische und mineralogische Zusammensetzung unwesentlich und für das erfindungsgemäße Verfahren kann irgendein bekannter Calciumbauxit verwendet werden. Dabei ist es jedoch wesentlich, daß der Bauxit eine Korngröße von unter 90 μίτι aufweist. Das Pressen ist unwesentlich und hat auf die Qualität der Erzeugnisse keinen wesentlichen Einfluß. Weiterhin werden die derart gefärbten Erzeugnisse in einer Atmosphäre von gesättigtem Wasserdampf gereift. Die Art des Reifens ist unwesentlich. Es kann z. B. 3 bis 8 Stunden in gesättigtem Wasserdampf bei 50° bis 6O⁰C oder 12 bis

24 Stunden in gesättigtem Wasserdampf bei 20" C gereift werden. Auch die Art des Härtens ist unwesentlich. So können die Erzeugnisse z. B. 5 Stunden in gesättigtem Wasserdampf bei 180⁰C oder 28 Tage in gesättigtem Wasserdampf bei 20° C gehärtet werden.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es wichtig, daß die Menge der Farbschicht so klein wie möglich ist Es wurde gefunden, daß die Ergebnisse zufriedenstellend und die Wirtschaftlichkeit gut ist, wenn die Farbschicht in einer Dicke von wenigstens 0,4 mm aufgetragen wird.

Es wurde gefunden, daß in der Farbschicht 10 bis 50 Gew.-% Zement mit Calciumbauxit der angegebenen Korngröße ersetzt werden können. Die Ergebnisse bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen, bei denen in der Farbschicht weniger als 10 Gew.-% Zement durch Bauxit ersetzt sind, werden unzuverlässig und es erscheinen weiße Flecken. Bei gefärbten Asbesizemcnterzeugnissen, bei denen in der Farbschicht mehr als 50 Gew.-°/o Zement durch Bauxit ersetzt sind, kommt es zu ungenügender mechanischer Festigkeit der gehärteten Farbschicht. Die besten Ergebnisse wurden bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen erzielt, bei denen in der Farbschicht 25 bis 30 Gew.-% Zement durch Bauxit ersetzt worden sind.

Es wurde gefunden, daß die Effloreszenz durch Ersetzung von Zement durch Calciumbauxit bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen verhindert wird. Weiterhin wurde durch Röntgendiffraktion und mit Elektronenmikroanalysator festgestellt, daß als Produkt der Hydratation von Zement und Bauxit nebst üblichen Hydratationsprodukten und beträchtlicher Menge TYicalciumaluminathexahydrat 3 CaO · AI2O3 · 6 H2O gebildet wird. Die Röntgenreflexe von Bauxit in erhärteten Erzeugnissen verschwinden oder verbleiben nur in Spuren. Durch Vergleichsanalyse wurde festgestellt, daß bei Erzeugnissen ohne Zusatz von Bauxit das Calciumaluminat nicht in einer solchen Menge gebildet wird, die röntgenographisch festgestellt werden könnte.

Aus dem angeführten geht hervor, daß die Aluminiumkomponente von Bauxit mit dem bei der Hydratation von Zement gebildeten freien Kalk reagiert, es zu der Verbindung CjAH₆ bindet und dadurch die Effloreszenz bei oder nach der Hydratation völlig verhindert Besonders wichtig ist es, daß die Reaktion zwischen Bauxit und freiem Kalk schon bei niedrigen Temperaturen, d. h. schon beim Reifen in der Feuchtkammer, und nicht erst bei der Hydratation im Autoklav, wie z. B. Quarzsand reagiert, stattfindet

Die Erfindung wird durch das Ausführungsbeispiel näher erläutert

Beispiel

Eine Untergrunddispersion aus 102 g Portlandzement mit 40% Quarzsand, 18 g Normasbest und 600 g Wasser und anschließend eine Farbschichtdispersion aus 16,8 g Portlandzement, 7,2 g Bauxit mit einer Korngröße unter 90 μηι, 33 g Pigment 2,1 g kurzfaserigem Asbest und 76 ml Wasser wurden abgesaugt und in Kuchen mit 0 = 150 mm und d=4,2 mm gepreßt

Dabei wurde Bauxit aus Istrien mit einer Zusammen-Setzung von 55,2% Al₂O₃,4,4% SiO₂,22,1 % Fe₂O₃,3,1 % TiO₂, 0,4% CaO und 15,5% Glühverlust verwendet. Es wurde jedoch festgestellt, daß irgendein Calciumbauxit beliebiger Herkunft mit einer Zusammensetzung von 54,0 bis 59,1% Al₂O₃, 1,6 bis 4,5% SiO₂, 22,0 bis 22,2% Fe₂O₃, 2,6 bis 3,3% TiO₂, 0,3 bis 1,2% CaO und etwa 15,5% Glühverlust verwendet werden kann, worin die Aluminiumkomponente überwiegend in Boehmitform vorliegt.

Dann wirden die Kuchen 5 Stunden in gesättigtem

so Wasserdampf bei 50 bis 6O⁰C hydratisiert und danach über Nacht in derselben Atmosphäre bei Raumtemperatur gelassen. Am nächsten Tag wurden sie 5 Stunden in gesättigtem Wasserdampf bei 180⁰C autoklaviert. Im Autoklav wurden sie übereinander gelegt.

ü Vergleichsweise wurden Kuchen hergestellt, in welchen Zement nicht durch Bauxit ersetzt wurde, und in gleicher Weise wie oben beschrieben behandelt.

Während die Vergleichskuchen auf der gefärbten Oberfläche wegen der Effloreszenz weiß gefärbt waren, waren die Vnrsuchskuchen von einer braunroten Farbe ohne Erscheinung der Effloreszenz.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung der Effloreszenz bei gefärbten Asbestzementerzeugnissen unter Verwendung von Aluminiumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine frische Asbestzementunterlage eine Farbschicht, worin 10 bis 50 Gew.-% Zement durch Calciumbauxit mit einer Korngröße von unter 90 μΐη ersetzt werden.

aufgetragen und gepreßt wird, daß die Erzeugnisse gereift und dann erhärtet werden, beidemal in einer Atmosphäre von gesättigtem Wasserdampf.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht in einer Dicke von wenigstens 0,4 mm aufgetragen wird.

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