DE19805365A1 - Verfahren zur Herstellung von wärme-beziehungsweise schalldämmenden und feuchtigkeitsregulierenden Baustoffen und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von wärme-beziehungsweise schalldämmenden und feuchtigkeitsregulierenden Baustoffen und deren VerwendungInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung von Wärme- beziehungsweise schalldämmenden und
feuchtigkeitsregulierenden Baustoffen gemäß Oberbegriff von
Patentanspruch 1 sowie deren Verwendung gemäß den
Patentansprüchen 10 bis 15.
Derartige Verfahren sind zum Beispiel aus der GB-PS 1,585,659
und DE-A-195 29 714 bekannt. Dabei besteht das Bindemittel aus
Gips beziehungsweise Alpha-Halbhydrat und der Füllstoff aus
Polystyrol.
Die DE 44 46 968 A1 beschreibt ein aufschlämmbares Material
aus Gips und geschäumten Polystyrol-Teilchen sowie ein daraus
hergestelltes Bauelement.
Aus der FR 2 657 103 A ist ein Brandschutzelement aus Anhydrit
und Polystyrol oder Vermiculit bekannt.
Die EP 0 652 188 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung
eines Formteils aus Gips und granuliertem, zellulosem
Material.
Das US-Patent 5,558,707 beschreibt eine Auskleidung von
Feuerschutztüren aus Gips mit einem Hohlraumanteil von 54-60%.
Aus der JP 58-036 955 A schließlich ist eine Mischung aus
Alpha-Halbhydrat und Hochofenschlacke sowie einem
Leichtzuschlag bekannt.
Die Baustoffindustrie hat aus Alpha-Halbhydrat, aufbereitetem
Anhydrit (Natur- oder Syntheseprodukt) 3 verschiedene
Produktgruppen hergestellt, die wie folgt definiert werden
können:
- 1. Putzmaterialien
- 2. verschiedenste Platten für Unterböden, Wandelemente, Kartonplatten
- 3. Fließestriche.
Weitere Produkte aus Alpha-Halbhydrat beziehungsweise
natürlichem oder synthetischem Anhydrit sind nicht hergestellt
worden.
Die Baustoffindustrie hat in den letzten Jahren verschiedene
Produkte im vorgenannten Sinne aus Polystyrol beziehungsweise
Recyclingmaterial und Zement als Bindemittel auf den Markt
gebracht. Diese Produkte wurden entweder in Plattenform oder
als Schüttung beziehungsweise Ausgleichsschicht unter
Estrichen oder in Form von Ziegeln oder als Fertigteile
hergestellt. Das Raumgewicht dieser Erzeugnisse liegt zwischen
300 und 400 kg/m3 und die Erzeugnisse weisen gute wärmedämmende
Eigenschaften auf (Lambda = 0.07-0.12 W/(mK). Je nach
Bindemittelanteil zeigen diese Produkte unter Beanspruchung
ein mehr oder weniger elastisches Verhalten, wobei sich
gleichzeitig die wärmedämmenden Eigenschaften ändern.
Die erfindungsgemäße Bindemittelmischung besteht aus Alpha-
Halbhydrat und/oder natürlichem beziehungsweise synthetischem
Anhydrit in Kombination mit einer Asche gemäß dem
kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 in einer
entsprechend aufbereiteten Form. Als Füllmaterial werden
beispielsweise hochwärmedämmende Produkte verwendet, wie zum
Beispiel Polystyrolflocken oder Körner, die direkt aus einem
Herstellungsprozeß kommen oder aufbereitete Sekundärprodukte
(Recyclingpolystyrol).
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine Kombination von
Polystyrol (besonders von Recyclingpolystyrol) und Alpha-
Halbhydrat beziehungsweise natürlichem oder synthetischem
Anhydrit in Kombination mit der Asche bei den daraus
hergestellten Baustoffen ein ähnliches Verhalten zeigt wie
vergleichbare zementgebundene Baustoffe, jedoch eine Reihe von
Vorteilen gegeben sind. So liegt der rechnerische Lambda-Wert
je nach Raumgewicht zwischen 0.05 und 0.08 W/(mK). Höhere
Bindemittelanteile reduzieren die wärmedämmenden
Eigenschaften, erhöhen jedoch die Standfestigkeit, die
feuchtigkeitsregulierende Wirkung und die Schalldämmung.
Außerdem hat sich herausgestellt, daß sich dieses Material
wesentlich besser mit Polystyrol mischen läßt als
zementgebundene Baustoffe.
Als neue Anwendungsgebiete bieten sich folgende Produktgruppen
an:
- 1. Ausgleichsschichte unter die Trittschalldämmung von
Estrichen:
Dabei kann auf die herkömmliche Ausgleichsschichte zum Beispiel aus Splitt verzichtet werden. Der Vorteil liegt im wesentlich geringeren Gewicht und der ungleich besseren Wärmedämmung. - 2. Unterbau für Estriche beziehungsweise Fließestriche (als
Trittschalldämmung):
Anstelle einer herkömmlichen Trittschalldämmung aus Mineralfaser- oder Schaumstoffplatten wird das Gemisch aus Polystyrol und Anhydrit oder Alpha-Halbhydrat sowie Asche fugenlos auf die gesamte Fußbodenfläche aufgebracht. Dies erspart das zeitaufwendige Zuschneiden der Trittschalldämmplatten am Rand beziehungsweise das Anpassen der Platten an Rohre und Installationen. Die Ausführung des Estrichs kann als Verbundestrich, als Estrich auf Trennlage und als schwimmender Estrich erfolgen. - 3. Ziegelsteine für Außenwände mit niedrigem k-Wert bei
geringem Bindemittelanteil:
Ziegelsteine mit durchgehenden vertikalen und horizontalen Hohlräumen werden im herkömmlichen Verfahren versetzt und die Hohlräume mit Fließbeton ausgegossen. Dabei übernimmt der Beton die statische Funktion, während der Ziegel als Schalung dient und aufgrund des hohen Polystyrolanteiles einen niedrigen k-Wert aufweist. Durch die maßgenaue Herstellung kann der Ziege 1 sowohl mit als auch ohne Innenputz aus Gips produziert werden. - 4. Steine für Zwischenwände mit und ohne Beschichtung aus
Karton oder Gipsputz (Sandwichelemente) und mit und ohne
Bewehrung aus Fasern oder Geweben und min hohem
Bindemittelanteil:
Die Steine oder Platten können entweder in der natürlichen Oberfläche belassen werden oder bei der Produktion mit einer Beschichtung aus Karton oder Gipsputz versehen werden, die gleichzeitig die fertige Wandoberfläche bildet und notfalls leicht nachbearbeitet werden muß. - 5. Platten:
als Wärmedämmplatten
als Putzträger,
als Unterkonstruktion für Verfliesungen,
als Unterkonstruktion für Estriche. - 6. Fertigteile:
Raumhohe Fertigteile für Außen- und Innenwände können im Werk vorfabriziert und auf der Baustelle leicht versetzt und nachbearbeitet werden. Nach dem Versetzen werden horizontale und vertikale Hohlräume mit Fließbeton ausgegossen, wobei dieses Betongeflecht die statische Funktion übernimmt.
Verarbeitungsverfahren:
Je nach Anwendungsgebiet kann das Produkt erdfeucht eingebracht, leicht verdichtet und abgezogen werden (zum Beispiel Ausgleichsschichte oder Trittschalldämmung) oder in Formen gepreßt werden, wobei das Füllvolumen um 20% reduziert wird und nur kleine Hohlräume zurückbleiben (zum Beispiel bei Wärmedämmplatten, Ziegel für Außenwände). Durch die Verwendung von Alpha-Halbhydrat oder Anhydrit als Bindemittel läßt sich - im Gegensatz zu Zement als Bindemittel - eine steuerbare, rasche Erhärtung bei gleichzeitiger hoher Formgenauigkeit erzielen.
Je nach Anwendungsgebiet kann das Produkt erdfeucht eingebracht, leicht verdichtet und abgezogen werden (zum Beispiel Ausgleichsschichte oder Trittschalldämmung) oder in Formen gepreßt werden, wobei das Füllvolumen um 20% reduziert wird und nur kleine Hohlräume zurückbleiben (zum Beispiel bei Wärmedämmplatten, Ziegel für Außenwände). Durch die Verwendung von Alpha-Halbhydrat oder Anhydrit als Bindemittel läßt sich - im Gegensatz zu Zement als Bindemittel - eine steuerbare, rasche Erhärtung bei gleichzeitiger hoher Formgenauigkeit erzielen.
Verwendet wurde ein Bindemittel aus 60 Gew.-% Asche aus einem
kalorischen Kraftwerk mit einem Anteil von 12 Gew.-% freiem
CaO, das durch Ablöschen auf Ca(OH)2 gebracht wurde, und 40
Gew.-% Alpha-Halbhydrat. 50 Gewichtsteile dieses Bindemittels
wurden mit 50 Gewichtsteilen Zuschlag (Sand in einer
Kornfraktion (= 4 mm) und 40 Gewichtsteilen Wasser vermischt
und zu trittschalldämmendem Estrich von 6 cm Dicke
verarbeitet, der die folgende Druckfestigkeit nach 28 Tagen
und Dichte aufwies:
σD28 = 10,8 N/mm2
ρ = 1,76 g/cm3.
σD28 = 10,8 N/mm2
ρ = 1,76 g/cm3.
Verwendet wurde ein Bindemittel aus 25 Gew.-% Flugasche, die
sich wie in Beispiel 1 zusammensetzte, und 75 Gew.-% Alpha-
Halbhydrat. 100 Gewichtsteile dieses Bindemittels wurden mit
48 Gewichtsteilen Wasser und einem Polystyrol-Gemisch aus
Recyclingmaterial vermischt. Bezogen auf das Fertigprodukt
betrug der Polystyrol-Anteil 900 l/m3 und der Bindemittelanteil
100 kg/m3. Das Fertigprodukt in Form 5 cm dicker Platten mit
einer Fläche von 100 × 100 cm wies die folgende Druckfestigkeit
nach 28 Tagen und den folgenden Wärmedurchgangswert auf:
σD28 < 2 N/mm2
λ = 0,24 W/m.K.
σD28 < 2 N/mm2
λ = 0,24 W/m.K.
Verwendet wurde ein Bindemittel aus 54 Gew.-% Flugasche, die
sich wie in Beispiel 1 zusammensetzte, und 46 Gew.-% Alpha-
Halbhydrat. 100 Gewichtsteile dieses Bindemittels wurden mit
72 Gewichtsteilen Wasser, Baurestmasse aus Beton und
Ziegelsplitt (in einer Kornfraktion < = 16 mm) und geschäumten
Glasperlen (in einer Kornfraktion von 1-2 mm) vermischt.
Bezogen auf das Fertigprodukt betrug der Anteil Baurestmasse
1100 kg/m3, der Anteil Glasperlen 200 l/m3 und der
Bindemittelanteil 350 kg/m3. Das Fertigprodukt lag in Form
eines Estrichs wie in Beispiel 1 vor, der die folgende
Druckfestigkeit nach 28 Tagen und den folgenden
Wärmedurchgangswert aufwies:
σD28 = 4,25 N/mm2
λ = 0,75 W/m.K.
σD28 = 4,25 N/mm2
λ = 0,75 W/m.K.
Verwendet wurde ein Bindemittel wie in Beispiel 3. 100
Gewichtsteile dieses Bindemittels wurden mit 65
Gewichtsteilen Wasser und Ziegelsplitt (in einer Kornfraktion
< = 8 mm) und Polystyrolflocken aus Recyclingmaterial
vermischt. Bezogen auf das Fertigprodukt betrug der Anteil
Ziegelsplitt 1400 kg/m3, der Anteil Polystyrolflocken 240 l/m3
und der Bindemittelanteil 360 kg/m2. Das Fertigprodukt lag in
Form eines Estrichs wie in Beispiel 1 vor, der zusätzlich
wärmedämmende Eigenschaften besaß und die folgende
Druckfestigkeit nach 28 Tagen und den folgenden
Wärmedurchgangswert aufwies:
σD28 = 4, 88 N/mm2
λ = 0,70 W/m.K.
σD28 = 4, 88 N/mm2
λ = 0,70 W/m.K.
Claims (15)
1. Verfahren zur Herstellung eines Wärme- beziehungsweise
schalldämmenden und feuchtigkeitsregulierenden
Baustoffes, bestehend aus einer Bindemittelkomponente
und einem Füllstoff, die mit einem Mischer mit Wasser
vermengt und anschließend in einer Form durch Pressen
oder durch Stampfen in die gewünschte endgültige Form
gebracht oder großflächig auf Decken aufgebracht werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelkomponente
aus einem Gemisch aus 40 bis < 100 Masse-% Alpha-
Halbhydrat und/oder Anhydrit und < 0 bis 60 Masse-%
reaktiver Asche aus Verfeuerungsanlagen besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Asche mit einem Gehalt an freiem CaO zwischen 2%
und 25% eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Bindemittelgemisch ein direkt aus der Produktion
anfallendes Produkt aus Asche, Alpha-Halbhydrat und
Anhydrit eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Anhydrit ein gemahlenes Naturmaterial eingesetzt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Anteil des Bindmittelgemisches am Baustoff mit 100
bis 400 kg/m gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Füllstoff hochwärmedämmende Produkte eingesetzt
werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Bindemittelgemisch Zusatz- und Fließmittel in einer
Konzentration von 0,2 bis 2% zugegeben werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Bindemittelgemisch Produkte zur Verringerung der
Wasserlöslichkeit in einer Konzentration < 4% zugegeben
werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
danach hergestellte Formsteine mit einer
Gipsputzschichte und/oder Beschichtung aus Karton
versehen werden.
10. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Baustoffes als lose
eingebrachtes, anschließend verdichtetes
Ausgleichsmaterial unter Estrichen mit einem
Bindemittelgehalt von 150 bis 350 kg/m3.
11. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Baustoffs als
Ausgleichsmaterial unter einem Estrich mit einem
Bindemittelanteil von 150 bis 350 kg/m3, wobei als
Füllmaterial Baurestmassen verwendet werden.
12. Verwendung des nach dem Verfahren gemaß einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Baustoffs als
Trittschall- und/oder Wärmedämmung unter einem Estrich,
mit einem Bindemittelanteil von 100 bis 280 kg/m3.
13. Verwendung eines nach dem Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Formsteins oder
Formelementes für Außenwände, mit einem
Bindemittelgehalt zwischen 100 und 400 kg/m3.
14. Verwendung eines nach dem Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Formsteins oder
Formelementes für Innenwände, mit einem
Bindemittelgehalt zwischen 200 und 600 kg/m3.
15. Verwendung einer nach dem Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Platte als Wärme-,
Schalldämm- oder Putzträgerplatte oder als
Unterkonstruktion für Fliesen- und Plattenbeläge, wobei
die Platte einen Bindemittelgehalt von 100 bis 280 kg/m3
aufweist.
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