WO1980001162A1 - Blown granular glass and manufacturing process thereof - Google Patents

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/10—Forming beads
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/22—Glass ; Devitrified glass
    • C04B14/24—Glass ; Devitrified glass porous, e.g. foamed glass

Definitions

  • the foam glass granules produced in this way had an inhomogeneous structure in that the size and distribution of the bubbles in the surface zone of the one grain were different than in the interior of the same. This led to a decrease in the compressive strength in the surface zone of the individual grain and thus to a decrease in the compressive strength as a whole.
  • the object of the invention is to create a foam glass granulate with improved compressive strength with the same or less specific weight and to create a simple and inexpensive method for producing such a foam glass granulate.
  • the foam glass granulate according to the invention is characterized in that it consists of fragments of a foam glass body and has at least 100,000, expediently at least 500,000 and preferably at least 1,000,000, bubbles of at least approximately the same size per cm of granulate mass.
  • the granules can have flanged edges.
  • the invention further relates to a process for producing the foam glass granules according to the invention, which is characterized in that the raw materials are ground to a flour, this is mixed with an organic and / or inorganic blowing agent which develops in the heat gas, the mixture in a flat bed oven inflates to a flat foam glass strand, cools it down after expansion and crushed it into granules immediately after cooling.
  • the blowing agent is expediently applied to the glass grain surface as a uniform layer.
  • the mixture of flour and blowing agent is expediently dried beforehand so gently that the water chemically bound in the blowing agent is not driven off.
  • the strand of foam glass When it cools down sharply, the strand of foam glass practically disintegrates into granules as a result of the internal tensions, otherwise the crushing is preferably carried out by mechanical breaking.
  • the foam glass strand is preferably produced on a circumferential, closed, caterpillar-shaped material carrier formed from steel strip or from individual links, which is enclosed in the upper strand by a flat bed furnace.
  • the layer thickness of the glass strand to be expanded is expediently dimensioned such that, per unit area, its heat capacity is greater than that of the material carrier.
  • the expanded foam glass strand is expediently cooled by cooling the material carrier.
  • the outer surface of the material carrier is preferably provided with an aluminum oxide or iron-aluminum alloy layer.
  • the granules obtained are mechanically processed, for example in a device operating in the manner of a coating drum, in such a way that the edges are broken.
  • the process according to the invention gives extremely fine-pored, very light granules which can be used in particular as an additive for lightweight concrete and as a filler for plastics.
  • it enables the production of a foam glass granulate which has up to 3,000,000 closed bubbles per cm 3 of granulate mass and, with a specific weight of 0.25, a compressive strength of more than 130 kg / cm 2 .
  • the blowing agent thus obtained is admixed with 500 parts by weight of finely ground Galsmehl.
  • the mixture is dried at 120 to 180 ° C and sieved if necessary using a sieve with a mesh size of 0.3 mm.
  • the glass powder activated in this way is briefly expanded in a link belt either in this composition, or after emaciation by adding up to five times the amount of glass powder, in a layer thickness of 0.5 to 5 cm at 780 ° C.
  • the emerging foam glass strand is quenched and crushed to the desired grain size.

Description

Schaumglas-Granulat und Verfahren zu dessen Herstellung
Es sind bereits Verfahren bekannt (vgl. CH-PS 426 601, 473 741 und Internationale Patentanmeldung PCT/CH 79/00128), um aus Glasmehl unter Zusatz eine's Blähmittels, welches bei höheren Temperaturen Gas abspaltet, Schaumglas-Granulat herzustellen.
Zur Erzeugung von Schaumglas-Granulat war es dabei erforderlich, dass man zunächst das Rohmaterial zu einem Mehl vermählt, dieses mit einem in der Wärme Gas entwickelnden Blähmittel vermischt und aus dem erhaltenen Gemisch Rohkörner formt. Das so erhaltene Rohgranulat wurde dann, zweckmässig zusammen mit einem Trennmittel, in einem Ofen oder auf einem Trockenband vorgewärmt und gebläht.
Das auf diese Weise hergestellte Schaumglas-Granulat wies eine inhomogene Struktur auf, indem die Bläschengrösse und -Verteilung in der Oberflächenzone des einseinen Kornes anders war als im Inneren desselben. Dies führte zu einem Abfall der Druckfestigkeit in der Oberflächenzone des einzelnen Kornes und damit zu einem Abfall der Druckfestigkeit insgesamt .
Weiter sind auch bereits Verfahren beschrieben (vgl. LU-PS 79 661, DE-OS 2 206 448 und 2 224 009), um Glasschaumblöcke oder -platten herzustellen, die gewünschtenfalls zu Granulat zerkleinert werden können. Die genannten Veröffentlichungen enthalten jedoch keinerlei Angaben über die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Granulates. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass nach den beschriebenen Verfahren nur relativ grobporige Produkte mit geringer Porenzahl und uneinheitlicher Porengrösse, relativ hohem spezifischem Gewicht und geringer Druckfestigkeit erhältlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Schaumglas-Granulates mit verbesserter Druckfestigkeit bei gleichem oder geringerem spezifischen Gewicht sowie die Schaffung eines einfachen und billigen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Schaumglas-Granulates.
Das erfindungsgemässe Schaumglas-Granulat ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus Bruchstücken eines Schaumglaskörpers besteht und pro cm Granulatmasse mindestens 100' 000, zweckmässigerweise mindestens 500'000 und vorzugsweise mindestens 1'000'000, Bläschen von mindestens annähernd gleicher Grosse aufweist.
Die Granulatkörner können abgebördelte Kanten aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Schaumglas-Granulates, welches dadurch kennzeichnet ist, dass man die Rohmaterialien zu einem Mehl vermahlt, dieses mit einem in der Wärme Gas entwickelnden organischen und/oder anorganischen Blähmittel vermischt, das Gemisch in einem Flachbettofen zu einem flachen Schaumglas-Strang bläht, diesen nach dem Blähen abkühlt und unmittelbar nach dem Abkühlen zu Granulat zerkleinert. Das Blähmittel wird zweckmässigerweise als gleichmässige Schicht auf die Glaskornoberfläche aufgebracht.
Zweckmässigerweise wird das Gemisch von Mehl und Blähmittel vor dem Blähen so schonend vorgetrocknet, dass das im Blähmittel chemisch gebundene Wasser nicht abgetrieben wird.
Bei scharfem Abkühlen zerfällt der Schaumglas-Strang infolge der inneren Spannungen praktisch von selbst zu Granulat, andernfalls wird das Zerkleinern vorzugsweise durch mechanisches Brechen vorgenommen.
Die Erzeugung des Schaumglas-Stranges erfolgt vorzugsweise auf einem umlaufenden, geschlossenen, raupenförmigen, aus Stahlband oder aus einzelnen Gliedern gebildeten Materialträger, welcher im oberen Strang von einem Flachbettofen umschlossen ist.
Die Schichtdicke des zu blähenden Glas-Stranges wird zweckmässig so bemessen, dass, pro Flächeneinheit, seine Wärmekapazität grösser ist, als diejenige des Materialträgers. Die Kühlung des geblähten Schaumglas-Stranges wird zweckmässig durch Kühlen des Materialträgers vorgenommen.
Die Aussenfläche des Materialträgers ist vorzugsweise mit einer Aluminiumoxyd- oder Eisen-Aluminium-Legierungs-Schicht versehen.
Bei der Herstellung von Schaumglasgranulat, bei welchem die Granulatkörner abgebördelte Kanten aufweisen, wird das erhaltene Granulat mechanisch derart bearbeitet, beispielsweise in einer nach Art einer Dragiertrommerl arbeitenden Vorrichtung, dass die Kanten gebrochen werden. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhält man ein äusserst feinporiges, sehr leichtes Granulat, das insbesondere als Zuschlagstoff für Leichtbeton und als Füllstoff für Kunststoffe verwendet werden kann. Es ermöglicht insbesondere die Erzeugung eines Schaumglas-Granulates, welches pro cm3 Granulatmasse bis zu 3'000'000 geschlossene Bläschen und, bei einem spezifischen Gewicht von 0,25, eine Druckfestigkeit von mehr als 130 kg/cm2 aufweist. Derartige physikalische
Werte sind mit einem schon im Rohzustand granulierten und anschliessend geblähten Granulat nicht erzielbar.
Beispiel
Zunächst wird ein pastenförmiges Blähmittel hergestellt, indem man
100 Gewichtsteile Wasser 32 Gewichtsteile Wasserglas (28 ºBé)
4 Gewichtsteile Glycerin (ungereinigt) und 15 Gewichtsteile Natriumbentonit (Klärbentonit)
zu einer dünnflüssigen Paste verrührt.
Das so erhaltene Blähmittel wird 500 Gewichtsteilen feingemahlenem Galsmehl beigemischt. Das Gemisch wird bei 120 bis 180ºC getrocknet und nötigenfalls mittels eines Siebes von 0,3 mm lichter Maschenweite ausgesiebt. Das derartig aktivierte Glasmehl wird entweder in dieser Zusammensetzung, oder nach Abmagerung durch Zusatz der bis zu fünffachen Menge Glasmehl, in einer Schichtdicke von 0,5 bis 5 cm bei 780ºC in einem Gliederbandcfen kurzzeitig gebläht. Am Ausgang des Ofens wird der austretende Schaumglas-Strang abgeschreckt und auf die gewünschte Korngrösse zerkleinert.
Falls ein grobkörniges Granulat gewünscht wird, kann auf ein mechanisches Zerkleinern verzichtet werden, sofern das Abschrecken sehr brüsk, z.B. mittels Wasser, vorgenommen wird. In diesem Falle zerfällt der Schaumglas-Strang bereits infolge der inneren Spannungen. Dabei ist das erhaltene Granulat umso feiner, je kleiner die Sichtdicke des Schaumglas-Stranges war.

Claims

Patentansprüche
1. Schaumglas-Granulat, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Bruchstücken eines Schaumglas-Körpers besteht und pro cm3 Granulatmasse mindestens 100'000 Bläschen von mindestens angenähert gleicher Grosse aufweist.
2 . Schaumglas-Granulat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es pro cm3 Granulatmasse mindestens 500'000 Bläschen aufweist.
3. Schaumglas-Granulat nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es pro cm3 Granulatmasse mindestens 1'000'000 Bläschen aufweist.
4. Schaumglas-Granulat nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Granulatkörner abgebördelte Kanten aufweisen.
5. Verfahren zur Herstellung eines Schaumglas-Granulates nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Rohmaterialien zu einem Mehl vermahlt, dieses mit einem in der Wärme Gas entwickelnden organischen und/ oder anorganischen Blähmittel vermischt, das Gemisch in einem Flachbettofen zu einem flachen Schaumglas-Strang bläht, diesen nach dem Blähen abkühlt und unmittelbar nach dem Abkühlen zu Granualt zerkleinert.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass man das Blähmittel als gleichmässige Schicht auf die Glaskornoberfläche aufbringt.
7. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch von Mehl und Blähmittel vor dem Blähenso schonend vortrocknet, dass das im Blähmittel chemisch gebundene Wasser nicht abgetrieben wird.
8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man das Zerkleinern des SchaumglasStranges durch mechanisches Brechen vornimmt.
9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den Schaumglas-Strang auf einem umlaufenden, geschlossenen, raupenförmigen, aus Stahlblechband oder aus einzelnen Gliedern gebildeten Materialträger erzeugt, welcher im oberen Strang von einem Flachbettofen umschlossen ist..
10. Verfahren nach Patentanspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass man die Schichtdicke des zu blähenden Glas-Stranges so bemisst, dass, pro Flächeneinheit, seine Wärmekapazität grösser ist als diejenige des Materialträgers.
11. Verfahren nach Patentanspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kühlung des geblähten SchaumglasStranges durch Kühlen des Materialträgers vornimmt.
12. Verfahren nach Patentanspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche des Materialtragers mit einer Aluminiumoxyd- oder Eisen-Aluminium-Legierungs-Schicht versehen ist.
13. Verfahren nach Patentanspruch 5 zur Herstellung von Schaumglas-Granulat nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltenen Granulat mechanisch derart bearbeitet, dass die Kanten gebrochen werden.
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