Die Erfindung betrifft eine zu einem Wärmedämmstoff selbst aushärtende Paste. Es ist hinlänglich bekannt, bei Bauwerken die

Temperaturfestigkeit von Brandschutzplatten, Stahlträgern oder dergleichen durch feuerhemmende, gegebenenfalls

feuerfeste Anstriche und Beschichtungen zu erhöhen. Diese vielfach auf Alkalisilikaten basierenden Anstriche bzw.

Beschichtungen neigen jedoch zu einer Rissbildung, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden. Es werden deshalb die Alkalisilikate, zumeist als Suspension vorliegend, mit Fasern versetzt, gemäß der DE AS 1471020 oder der DE 1471020 mit Silikatfasern, gegebenenfalls mit Mineralstoffen wie Schiefermehl, bekannt aus der DE AS 1198271 oder anderen anorganischen Komponenten, wie in der DE 3512515 Al

erläutert .

Die vornehmlich auf Silikaten von Natrium und Kalium

basierenden Anstriche und Beschichtungen mögen zwar über eine begrenzte Zeit temperaturbeständig und feuerhemmend sein, sie sind jedoch grundsätzlich nicht geeignet, in Feuerungsanlagen Verwendung zu finden, in denen regelmäßig Temperaturen deutlich über 1000 ⁰ C auftreten. Um diesen hohen Temperaturen wirksam zu begegnen, sind diese Feuerungsanlagen zumeist mit Feuerfestauskleidungen wie Feuerfestausmauerungen aus

Schamotte und/oder aus Calciumsilikatmaterialien und/oder aus Alumosilikatmaterialien und/oder aus Feuerfestbetonen und - massen versehen. Letztere sind zum Teil mit Siliciumcarbid angereichert. Neben den konventionellen Brennstoffen wie Gas, Kohle oder Öl kommen in diesen Feuerungsanlagen bei der Zement- und

Kalkherstellung, bei der Erzeugung metallurgischer Produkte, bei dem Betrieb konventioneller Dampfkraftwerke oder bei Müllverbrennungsanlagen zunehmend Sekundärbrennstoffe zur Verbrennung, unter anderen Altreifen, Altδle und Fette,

Lösungsmittel, Kunststoffe und Haushaltsrestmüll.

Grundsätzlich können hier unter Sekundärbrennstoffen alle bei einer Verbrennung Wärmeenergie generierende Stoffe verstanden werden.

Als problematisch erweist sich bei deren Verbrennung, dass in die Verbrennungsgase bei Temperaturen um 1300 ⁰ C

Alkaliverbindungen eingebracht werden, die eine

Feuerfestausmauerung aus Schamotte und/oder

Calciumsilikatmaterialien und/oder aus

Alumosilikatmaterialien und/oder aus Feuerfestbetonen

angreifen. Typische Versagensmerkmale der

Feuerfestausmauerung und/oder Auskleidungen sind

Aufblühungen, Risse und Abbruche.

Neben der Feuerfestauskleidung selbst werden durch die

Alkaliverbindungen in Form von korrosiven Gasen, Dämpfen, deren Kondensaten, Schmelzen, Salzen oder wässrigen Lösungen auch Stahlkonstruktionen in sehr hohem Maß und insbesondere auch sehr schnell angegriffen. Hiervon sind die tragenden Stahlanker der Feuerungsanlagen betroffen, die bei einem Versagen regelmäßig zu einem Totalausfall der Feuerungsanlage führen.

Eine gängige Gegenmaßnahme besteht darin, die

Feuerungsanlagen in einem derart hohen Temperaturbereich zu betreiben, dass die Temperatur der betroffenen Ofenbauteile wie die Feuerfestausmauerung über den Taupunkten der

Alkaliverbindungen liegt. Hierdurch wird einer Schädigung der Feuerfestauskleidung sowie der Stahlkonstruktionen durch Alkalikondensatbildung entgegengewirkt. Es wird durch diese Maßnahme allerdings der Brennstoffenergiebedarf um über 30% erhöht .

Noch kritischer als der erhöhte Energiebedarf, gar als

Sicherheitsrisiko muss die durch diese Maßnahme erhöhte

Temperatur der die Ofenanlage tragenden Bauteile gesehen werden, beispielsweise Stahlanker, insbesondere in den

Vorwärmern und den Kalzinatoren, da die Steifigkeit der

Stahlanker drastisch reduziert wird und damit die statische Stabilität und Standsicherheit der gesamten Feuerungsanlagen in Frage gestellt wird. Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, durch geeignete Maßnahmen die Langlebigkeit und Sicherheit kritischer Ofenkomponenten wie die

Feuerfestauskleidung und/oder Stahlanker insbesondere durch eine Schutzschicht zu erhöhen, die gegenüber korrosiven

Verbindungen von Alkalien in Form von Dämpfen, Schmelzen und Kondensaten sowie wässrigen Lösungen, gleichzeitig gegenüber Chlor- und Schwefelverbindungen sowie auch gegenüber Dämpfen von Metallen wie Zink und Blei weitgehend resistent ist.

Darüber hinaus soll eine derartige Schutzschicht aus

thermisch und effizient energetischer Betrachtung nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

Gelöst wird diese technische Problematik durch eine zu einem hochtemperaturfesten Wärmedämmstoff selbst aushärtende Paste, die gemäß des Anspruchs 1 auf ein Gemisch aus Alkali-Aluminat und/oder aus Erdalkali-Aluminat , Stell- und

Stabilisierungsmittel abstellt, dass durch Zugabe von Wasser auf eine pump-, spritz-, spachtel- und/oder streichfähige Viskosität eingestellt ist. Die Vorteile einer derartigen Paste liegen auf der Hand. So kann sie als Füllung für Fehlstellen in

Feuerfestauskleidungen, in ausgehärteter, stückiger Form als alkaliresistenter Füllstoff in angewandten Feuerfestbetonen oder durch ihre Ausbildung als Feuerfestbeton selbst

Verwendung finden. Bei einem derartigen Feuerfestbeton ist die Beständigkeit gegenüber Alkalien deutlich erhöht und wird hierdurch die Lebensdauer von Hochtemperaturanlagen bspw. in der Zement- oder Kalkherstellung um wenigstens das Doppelte erhöht.

Darüber hinaus wird durch die Zugabe des Granulats eine

Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit des Feuerfestbetons erreicht und damit einhergehend eine Reduzierung der

thermischen Belastung und der Korrosion einer

Feuerfestauskleidung insgesamt sowie deren Stahlanker und dessen tragende Elemente. Ferner wird hierdurch der

Energieverbrauch bei gleichbleibender Produktqualität bspw. eines Zements oder Kalks gesenkt.

Weiter bevorzugt kann die Paste nach der Erfindung als aufgetragene Schutzschicht hochtemperatur- und/oder

feuerbelasteter Bauteile wie die der angesprochenen Anker Verwendung finden, wobei deren Geometrie keinerlei Rolle spielt.

Überraschenderweise hat sich darüber hinaus gezeigt, dass die Paste nach der Erfindung als hochtemperaturfester Klebstoff verwendbar ist, insbesondere für ein Verkleben von massiven Teilen aus Alkali-Aluminat oder aus Erdalkali-Aluminat .

Die einstellbare Konsistenz der Paste nach der Erfindung sowie eine durch Zugabe von Wasser und/oder eines

Abbindeverzögeres einstellbare Topfzeit zwischen 15 Minuten und 3 Stunden erlaubt eine maschinelle Verarbeitung der Paste nach der Erfindung mit herkömmlichen

Putzauftragsvorrichtungen. Eine übliche, manuelle

Verarbeitung der Paste ist naturgemäß ebenfalls möglich. Von Vorteil ist ferner, dass die Paste bei Raumtemperatur abbindet . Auch großflächige Reparaturen wie eine Beschichtung oder auch das Verschließen und Abdichten von Fugen und

Spalten in der Feuerfestauskleidung kann so in einem Zuge vorgenommen werden. Nach der hydraulischen Bindung und spätestens mit dem Trocknen während der Anfahrphase der

Feuerungsanlage ist die Paste zu einem hochtemperaturfesten Wärmedämmstoff ausgehärtet, der über 1300 ⁰ C

temperaturbeständig ist . Darüber hinaus hat der nach Aushärten der Paste erhaltene Wärmedämmstoff eine Rohdichte zwischen 0,3 g/cm ³ und

1,0 g/cm ³ aufweisend, somit vergleichsweise leicht, und eine Porosität zwischen 60% und 90% aufweisend, wobei die hohe, feine Porosität zum einen nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,15 W/m*K und 0,7 W/m*K zulässt sowie

Kristallkeimen und/oder Phasengrenzen nur kurze

Wachstumsstrecken zur Verfügung stellt, so dass sich auch durch Temperaturwechselbelastungen keine tiefen Risse oder Spalten bilden können.

Bei einer bevorzugten Zusammensetzung der Paste nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gemisch ein

granulat- und/oder pulverförmiges Alkali-Aluminat und/oder ein granulat- und/oder pulverfδrmiges Erdalkali-Aluminat, einen CaO-freien Binder, einen Verflüssiger und einen

Abbindeverzögerer aufweist .

Das Alkali-Aluminat, beispielsweise gemäß DE 10 2005 052 380 Al, sollte, als Granulat vorliegend, eine Korngröße kleiner als 15 mm aufweisen, als fein aufgemahlenes Pulver eine

Korngröße kleiner als 63 μm.

Ebenso kann ein Granulat auf der Basis eines

Erdalkali-Aluminats verwendet werden, wie in der DE 10 2009 055723.7 vorgeschlagen.

Der Anteil des jeweiligen Aluminats an dem Gemisch sollte dabei zwischen 60 M.-% und 85 M.-% liegen. Ein Verschneiden beider Aluminate ist ebenfalls möglich.

Neben einem hydraulischen Binder, vorzugsweise auf einer Tonerdebasis, insbesondere auch ein Feuerfestmaterial wie ein Feuerfestbeton bspw. auf Tonerdebasis, kann alternativ auch ein organischer Binder, beispielsweise auf Phenolharzbasis, Verwendung finden.

Wird ausgehärtete Paste als stückiger Füllstoff einem

Feuerfestbeton zugesetzt oder wird als Binder eine

Feuerfestmasse verwendet, kann deren Anteil bzw. der des

Granulats über 60 M.-% betragen. Ansonsten sollte das Gemisch einen Anteil des Binders zwischen 1 M.-% und 6 M.-%

aufweisen. Wird ein hydraulischer, handelsüblicher Binder, Alphabond 300, verwendet werden, liegt der Anteil des Binders an dem Gemisch vorzugsweise bei 4,5 M.-%.

Bevorzugt ist als Verflüssiger ein Polycarboxylatether (PCE) vorgesehen, dessen Anteil an dem Gemisch zwischen 1 M.-% und 5 M.-% liegen sollte, bei einem PCE3, einem

Polycarboxylatether der dritten Generation vorzugsweise bei 3,6 M.-%.

Der Anteil des Abbindeverzδgerers liegt zwischen 1 M.-% und 5 M.-%, bei der Verwendung von L (+) -Weinsäure als

Abbindeverzδgerer wird ein Anteil von 3,6 M.-% bevorzugt. Die Wasserzugabe ist wenig kritisch, jedoch sollte, um eine breiartige Konsistenz zu erhalten, das

Wasser-Gemischverhältnis zwischen 1 und 1,6 liegen,

insbesondere bei 1,5.

Als Stabilisierungsmittel werden, wie üblich, Faserstoffe wie eine Zellulose, bspw. eine Methylzellulose zur Anwendung kommen, deren Anteil bis zu 3,5 M.-% betragen kann. Ebenso können Papierfangstoffe oder Naturfaserstoffe bspw. auf der Basis von Hanf, Schilf, Palmen oder dergleichen Verwendung finden.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung der

erfindungsgemäßen Paste als auch nachträglich aufbringbare Schutzschicht auf temperatur- und/oder feuerbelastete

Bauteile, völlig unabhängig von deren Geometrie.

Dabei wird insbesondere an statisch tragende Anker, hier vorzugsweise aus legiertem Stahl oder Gußstahl, gedacht, die mit einer derartigen Beschichtung versehen werden können. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass ein derart pastenbeschichteter Anker zusätzlich von einer Hülse umschlossen ist, bevorzugt aus einem Aluminat, insbesondere aus einem Alkali-Aluminat und/oder einem

Erdalkali-Aluminat, wobei in der Regel zunächst die Hülse auf den Anker geschoben wird und anschließend der Zwischenraum zwischen Anker und Hülseninnenwand mit der Paste nach der Erfindung verfüllt wird.

Es wird zwar bevorzugt, dass diese Hülse einstückig,

rohrartig ausgebildet ist, beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung oder durch Gießen gefertigt, sie kann jedoch auch mehrfach axial sich erstreckende Trennfugen aufweisen, so dass sie beispielsweise auch nach einer Krümmung eines Ankers um diesen gelegt werden kann.

In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der

Innendurchmesser der Hülse wenigstens das Doppelte des

Durchmessers des Ankers beträgt .

Des weiteren sollte die Wandstärke der Hülse mindestens 10 mm betragen.

Als eine weitere Maßnahme ist vorgesehen, dass die Hülse und die von der Hülse umgriffene Beschichtung in die

Feuerfestauskleidung in Richtung der heißen Seite eingelassen sind. Die Länge der Beschichtung mit Hülse sollte derart bemessen sein, dass die Einlasstiefe wenigstens 20 mm

beträgt, so dass eine thermodynamische Sperre ausgebildet wird, durch die eine Diffusion oder Kondensation der

korrosiven Alkali- und Salzverbindungen und damit deren

Einwirkung auf den Anker unterbunden wird. Die tragenden Stahlkonstruktionen werden so in einem hohen Maß geschützt.

Dazu trägt die geringe Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,15 W/m*K bis 0,7 W/m*K der Beschichtung und der Hülse bei, da sich warmseitig eine höhere Temperatur im Anker einstellt, die über dem Taupunkt der korrosiven Gase liegt.

Die vorzüglichen, korrosionshemmenden Eigenschaften der Paste nach der Erfindung zeigt ein Korrosionstest auf, bei dem einer Paste gemäß der voranstehend erläuterten

Zusammensetzung 30 M.% einer der aggressivsten Salzmischungen aus Kaliumkarbonat, K ₂ CO ₃ , Kaliumsulfat, K ₂ SO ₄ und

Kaliumchlorid, KCl, im Verhältnis 1:1:1 zugegeben und zu einer Tablette mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Stärke von 10 mm unter einem Druck von 40 MPa verpresst wurde. Nach einer thermischen Behandlung bei 1300 ⁰ C über 5 Stunden zeigte sich nach der Abkühlung der Tablette keinerlei Korrosion. Die gemessene Dehnung/Schwingung betrug weniger als 1,2 %. Eine durch den Einsatz der formbaren, alkalibeständigen Paste nach der Erfindung erfolgte Sanierung kann die Lebensdauer der durch Alkaliangriffe beanspruchten Hochtemperaturanlagen in einfacher Weise und äußerst wirtschaftlich erhöhen und es kann nach der erfolgten Sanierung der thermische

Energieaufwand durch Absenkung der Verbrennungstemperatur und damit auch der Ausstoß an umweltschädigendem CO ₂ effizient reduziert werden.

Darüber hinaus erlaubt eine derart sanierte Feuerungsanlage die Erhöhung des Anteils der Sekundärbrennstoffe als

Energieträger von derzeit etwa 70 % auf bis zu 100 %.