Zement Panele (Trockenbau-Zementplatte)

Für unser Model I sollte die maximale Probenlänge 6 cm nicht überschreiten. Bei Model II können bis 95 mm lange Stücke aufgegeben werden. Sicherlich würde eine solche Probe auch rasch mit einem Hammer vorzerkleinert werden können.

Die Probe wurde aufgegeben und bei Spaltstufe 2,5 vorzerkleinert. Nach 2 Minuten würde bereits ein Großteil des Materials in das Auffanggefäß ausgetragen.

Lediglich zwei Stücke waren noch fast intakt im Mahlraum und rutschten nicht mehr bis zum Boden des Mahlraums – hier wurde nach insgesamt 4 Minuten unterbrochen und die beiden verbliebenen Stücke entfernt.

Gegebenenfalls waren die im Mahlraum verbliebenen Stücke noch zu lang – möglicherweise ist ein solch faseriges Material auch nicht optimal für eine Zerkleinerung unter Druck geeignet (es scheinen faserige Additive zugesetzt).

In Hartmetall Wolframkarbid, so wie gewünscht, sind nur Mahlbecher bis 250 ml Volumen erhältlich. Um größere Mengen zu zerkleinern könnten mittels Planetenmühle PULVERISETTE 5 classic line bis zu 4 Becher gleichzeitig verwendet werden. Optional sind auch noch Becher bis 500 ml Volumen aus anderen Werkstoffen erhältlich (z.B. in Stahl oder Zirkonoxid).

75 Gramm der vorzerkleinerten Probe füllen den 250 ml Mahlbecher maximal. Nach einer Mahldauer von 30 Sekunden kollabiert das Volumen der Probe. Weitere 25 g Probe konnten zugegeben werden.

Nach einer Mahldauer von 2 Minuten wurden die 100 Gramm Probe zu einem feinen Mehl zerkleinert worden. Die Probe haftet bereits leicht an Mahlkugeln und Mahlbecher.

Ab einer Feinheit von (in der Regel) d50 < 20-30 µm werden Kräfte zwischen einzelnen Partikeln größer als deren eigene Gewichtskraft. Partikel lagern sich aneinander an und werden im weiteren Verlauf der Mahlung durch die Kugeln nur noch verpresst. In solch verpressten Clustern finden sich auch gröbere Partikel, welche dadurch ebenfalls nicht weiter zerkleinert werden.

Auch eine zweite Trockenmahlung mit nur 50 % des Materials im Becher zeigte ebenfalls eine gleiche Feinheit von d50 < 15 µm mit einigen größeren Stückchen bis zu 100 µm Länge (bestimmt mittels Laser-Partikelmessgerät ANALYSETTE 22 NanoTec plus).

Das Trockenmahlergebnis ließe sich noch verbessern indem man die gewünschte Feinfraktion von der Gesamtmenge z.B. durch Siebung abtrennt und das Überkron abermals bis zum Kleben des Materials weiter zerkleinert.

Empfohlen wird grundsätzlich eine Mahlung in Suspension (siehe Ergebnis 3) um die gewünschte Feinheit zu erreichen.

Da ein Trockenmahlen des Zements nur bis ca. d50 < 15 µm möglich ist, wurde eine weitere Probe von insgesamt 100 g nach 5 Minuten Trockenmahlen mit ca. 80 ml Isopropanol (2-Propanol) versetzt und weitere 10 Minuten zerkleinert.

Um einen Überdruck während der Mahlung zu vermeiden wurde die Mühle auf Zyklen mit 1 Minute Mahldauer und 2 Minuten Pausenzeit programmiert. Nach mehreren Zyklen sollte die Außentemperatur des Mahlbechers kontrolliert werden (< 80 °C), und gegebenenfalls die Programmierung der Mühle angepasst werden. Dies gilt auch für alle weiteren in Suspension durchgeführten Mahlversuche.

Nach 10 Minuten mahlen in Suspension (insgesamt 15 Minuten Mahldauer) wurde bereits d50 < 9,3 µm erreicht. Für eine weitere Zerkleinerung empfehlen wir einen Kugelwechsel auf 2-5 mm Ø für einen schnelleren Mahlfortschritt.

Generelle Kommentare aus Resultat 3 gelten auch für diesen Versuch.

Für einen weiteren Mahlfortschritt wurden von uns die Mahlkugeln gegen 5 mm Ø Hartmetall Wolframkarbid Mahlkugeln gewechselt.

Für eine optimale Viskosität (Motoröl-artig für gute Mahlresultate bei wenig Abrieb) wurden von uns weitere 70 ml Isopropanol (insgesamt 150 ml) zugegeben. Nach insgesamt 30 Minuten liegen bereits über 80 % < 10 µm vor. Nach insgesamt 60 Minuten war die gewünschte Feinheit erreicht. Zu diesem Zeitpunkt liegt der d50 < 2,09 µm vor.

Die Probe wurde mittels Analysensieb von den Mahlkugeln getrennt und die Probe wurde abgepackt.

Für noch feinere Ergebnisse kann sicherlich noch länger gemahlen werden. Dafür empfehlen wir einen Wechsel der Mahlkugeln auf 0,6-3 mm Ø.