• építés
• tulajdonságok

Kovaföldalapú termékek

A 20. század fordulóján kezdtek foglalkozni az olcsó kovaföld hőszigetelésre való használatával. Feltöltő-és habarcsanyagok, falazóelemek és más hőszigetelő tulajdonságú termékek készültek belőle, napjainkban már nem alkalmazzák.

Kovaföld

A kovakő és a kovaföld édesvizekben és tengerekben élő egysejtű moszatok (diatomák) kovasavas páncéljából álló üledékes kőzet. A kovapáncél igen kicsi, mikroszkopikus méretű, szabályos pórusokkal van átszőve, amelyek a méhviasz lépsejtjeihez hasonló elrendezésűek. A kovapáncél a diatomák életműködése folytán kiválasztott kovasavgél dehidratációjából keletkezett amorf kovasav. Ez a fehér vagy sárgás anyag nagyon könnyű, rossz hő- és hangvezető, tűzálló és savaknak ellenálló.

Kovakő

A kovaföld vízzel összegyúrva duzzad, és többé-kevésbé képlékennyé válik. A vizes massza többnyire tixotrop tulajdonságú. Lúggal könnyen feltárható, és ha szennyeződése (alumínium-, vas- és alkáliföld fémvegyületekkel, kvarchomok, agyagásványok, alkáli-és alkáliföldfém-karbonátok és szulfátok) kismérvű, oldatba vihető.

Hőszigetelés szempontjából azok a kovaföldféleségek értékesek, amelyekben a szennyező alkatrészek mennyisége a légüregekkel átszőtt amorf kovasav mennyiségéhez viszonyítva kevés. A jó minőségű kovaföld kovasavtartalma 70-95%.

A kovaföld bányanedves állapotban 20-50% nedvességet tartalmaz. Felhasználása, ill. feldolgozása előtt kiszárítják, a kiszárított anyagot megőrlik és az őrleményt halmaztérfogatsúly és szemcsenagyság szerint osztályozzák. A szárításra természetes szárítókat és műszárítókat (többnyire dobszárítókat) alkalmaznak.

Az anyag őrlésére hengerszéket vagy kalapácsos törőt használnak, az osztályozást lengőszitán és szélfajtázó berendezésen hajtják végre. A nyers őrleményen kívül 200-300 °C-on kalcinált, vagy 700-900 °C-on égetett kovaföldből is szoktak szemcsefinomságú őrleményt előállítani. A kalcinálást és égetést kalcináló-dobban, ill. csőkemencében végzik.

Kovaföld

Alkalmazása

A) Kovaföldalapú feltöltő- és habarcsanyagok

A feltöltőanyagok a nyers-, kalcinált vagy égetett kovaföldnek 1,0-3,0 mm szemcsefinomságú őrleményei. A bedolgozott őrlemény tömési sűrűsége a kovaföld minőségétől függően 350-550 kg/m³.

A kovaföld habarcsanyagok kovaföldőrlemény és kötőanyag keverékéből állnak. A habarcsanyagokat szigetelőburkolatok és vakolat készítésére, továbbá kovaföldalapú építőelemek kötésére használták. Épületgépészeti és ipari szerelvények hőszigetelő burkolására is gyakran alkalmazták, amelyhez 5-10% képlékeny agyagot vagy bentonitot kevertek. A kötőképesség és mechanikai ellenálló képesség fokozására a habarcsanyaghoz azbesztrostot, csillámot, vízüveget, dextririt vagy enyvet is adagoltak, és 25-40% víz hozzáadásával képlékeny massza jött létre.

Az épületek hőszigetelésére használt vakolóhabarcs anyaga 2-3 mm szencsefinomságú égetett kovafölddara, égetett mész és cement keveréke.

A kovaföldtéglákból és idomtestekből készített falazatok kötésére mindkét habarcsanyag alkalmazható volt, azonban a mész- és cementtartalmú habarcsoknak kisebb volt a hőállósága.

B) Kovaföld alapú falazóelemek és idomtestek

A kovaföld építőipari célra ideálisnak tűnt, ám használatát nehezítette a hordozóanyagának a kérdése.

Az első próbálkozások a cementkötésű, kovafölddel töltött téglák voltak (Magyarországon Gurolit néven terjedt el). Készítettek helyszínen előregyártott kovaföldes betonelemeket is, amelyeket elsősorban acél-és vasszerkezetek tűzvédelmére használtak. Olcsó és jó hőszigetelő anyagként az első világháború után is használták a kovaföldet. A különféle kovaföldes téglák tartószerkezetként nagy súlyuk és kis szilárdságuk miatt, hőszigetelő burkolólapként pedig elsősorban egyenetlen minőségük és hőszigetelő képességük révén nem nagyon terjedtek el.

a) Kerámiakötésű kovaföldtéglák és idomtestek

A korszerűbb kovaföldalapú gyártmányok egyik típusa a kerámiakötésű idomtest volt. Ezeket a durvakerámia-iparban szokásos eljárások szerint állították elő. A kovaföldőrleményből és adalékanyagokból álló nyersanyagkeveréket megfelelő vízmennyiséggel keverték, és az így kapott masszát csigasajtón formázták. A kiformázott testeket kiszárították, majd összetételüknek és minőségüknek megfelelő hőmérsékleten kamrás kemencében vagy alagútkemencében kiégették.

A kovaföldmassza formázhatóvá tételéhez képlékeny agyagot vagy bentonitot használtak. Ezek nemcsak a képlékenységet és a kötőképességet növelték, hanem egyben a kiégetett termék szilárdságát és mechanikai ellenálló képességét is. A pórustérfogat azonban ezzel párhuzamosan csökkent, amit pórusképző anyagok masszába keverésével akadályoztak meg. A kiformázott testekben egyenletesen elkevert, finom szemcséjű szerves anyag (fűrészpor, faliszt, parafadara, szénpor) az égetési folyamat során elgazosodik, elég, és az anyagban pórusokat hagy maga után.

Az égetett kovaföldtéglákat és idomtesteket hőállóságuk alapján a közönséges és a nagy hőállóságú (tűzálló) hőszigetelő anyagok csoportjába lehet sorolni. Az előbbiek 900 °C -ig használhatók, utóbbiak használhatósági hőmérséklethatára akár 1100-1350 °C is lehetett. A közönséges kovaföldtéglák alapanyagában több-kevesebb szennyező anyag is lehetett, a nagy hőállóságú termékek esetében csak a legtisztább minőségű, min. 80% kovasavat tartalmazó, tűzálló kovaföldet lehetett használni. A közönséges kovaföldtéglákat 900-1000 °C között, a tűzálló termékeket 1200-1400 °C közt égették ki.

Mechanikai ellenálló képességük és szilárdságuk elsősorban térfogatsúlyuktól függ, de a formázás módja, az égetési hőmérséklet, valamint a kötőanyagok és pórusképző anyagok minősége is befolyásolja.

Magyarországon a 20. század elején olcsó és jó minőségű közönséges kovaföldtéglák: a Thermalit-, a Su-per Thermalit- és a Porosit-tégla. Nagy hőállóságú kovaföld termékeket nem gyártottak, külföldön azonban léteztek a Sterchamol-téglák, a Super-Diatomit idomtestek és a kaliforniai kovaföldpalából gyártott, extrém hőállóságú Silocel-gyártmányok.

b) Mészkötésű idomtestek és szigetelőlapok

Jó hőszigetelő képességű építőelemeket állítottak elő kovaföldből a mészhomoktégla gyártásához hasonló gőzölési eljárással. A kovasav kristályos és amorf módosulatai ugyanis kalcium-hidroxiddal gőztérben, nagy hőmérsékleten, ill. nagy nyomáson felületileg reakcióba lépnek, s a képződő kalcium szilikáthidrát mint kötőanyag a kovasav és kalciumhidroxid keverékéből formázott testeket megszilárdítja. A 8-10 atm nyomású gőzzel keményített anyagok kétféle módszerrel készülhettek, préselési vagy öntési eljárással.

A préselési eljárással készített hőszigetelő építőelemek alapanyaga kovaföld, porrá oltott mész és fűrészpor keveréke. A földnedves masszakeverékből a testeket könyökemeltyűs sajtón vagy döngölőgépen formázták, majd autoklávban keményítették ki. A különböző méretekben előállított blokkok és lemezek 700-750 kg/m³ térfogatsúlyúak, nyomószilárdságuk 1000-2000 kPa volt. Az anyag hőszigetelő képességű, olcsó és fűrészelhető volt, de porlott, nem volt térfogatálló, és nedvesség hatására tönkrement. Főleg réteges falba építve vagy legalább vakolva használták, burkolólapként nem terjedt el.

Az öntési eljárással előállított hőszigetelő idomtestek alapanyaga kovaföld, kalcium-hidroxid és azbesztrostok folyós állapotú keveréke volt Ezt a vizes szuszpenziót tették ki a nagy hőmérsékletű gőz keményítő hatásának. A szuszpenziót szétszedhető fémformákba öntötték, nagy nyomáson (8-10 atm) gőzölték, majd a gőzölés után a megkeményedett tömböket a formákból kiszedték és kiszárították.

A tömbökből fűrészeléssel és marással különféle idomtesteket, szigetelőlemezeket és csőhéjakat alakítottak ki. Az így előállított 200-300 kg/m³ térfogatsúlyú azbesztrostokkal átszőtt, nagy szívósságú mész-, ill. mészaluminát kötésű idomtestek hővezetési tényezője 0,05-1,06 W/m-K volt, ami akkoriban a leghatásosabb hőszigetelő anyagok közé tartozott. Külföldön Termocel néven ismerték, hazánkban Haesz és Azbesztdiatomit néven voltak forgalomban.

Eredetileg ipari célra (pl. csőhéj) szánták a faliszttel kevert, kovaföldes agyagból égetett hőszigetelő anyagokat, amelyek nagy hőmérsékletet is el tudtak viselni.