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DE19805365A1 - Heat or sound insulating and moisture regulating building material production - Google Patents

Heat or sound insulating and moisture regulating building material production

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DE19805365A1
DE19805365A1 DE1998105365 DE19805365A DE19805365A1 DE 19805365 A1 DE19805365 A1 DE 19805365A1 DE 1998105365 DE1998105365 DE 1998105365 DE 19805365 A DE19805365 A DE 19805365A DE 19805365 A1 DE19805365 A1 DE 19805365A1
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Abstract

In the production of a heat or sound insulating and moisture regulating building material by mixing of binder components and filler with water and then moulding or applying onto large surfaces, the binder components comprise a mixture of 40 to less than 100 wt.% alpha hemihydrate and/or anhydrite and greater than 0-60 wt.% reactive combustion ash.

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.The present invention relates to a method for Production of heat or soundproofing and moisture regulating building materials according to the generic term of Claim 1 and their use according to the Claims 10 to 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. Such methods are for example from GB-PS 1,585,659 and DE-A-195 29 714. The binder consists of Gypsum or alpha hemihydrate and the filler Polystyrene.  

Die DE 44 46 968 A1 beschreibt ein aufschlämmbares Material aus Gips und geschäumten Polystyrol-Teilchen sowie ein daraus hergestelltes Bauelement.DE 44 46 968 A1 describes a slurrable material made of plaster and foamed polystyrene particles as well as one of them manufactured component.

Aus der FR 2 657 103 A ist ein Brandschutzelement aus Anhydrit und Polystyrol oder Vermiculit bekannt.FR 2 657 103 A is a fire protection element made of anhydrite and polystyrene or vermiculite are known.

Die EP 0 652 188 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus Gips und granuliertem, zellulosem Material.EP 0 652 188 A1 discloses a process for the production a molded part made of plaster and granulated, cellulosic Material.

Das US-Patent 5,558,707 beschreibt eine Auskleidung von Feuerschutztüren aus Gips mit einem Hohlraumanteil von 54-60%.U.S. Patent 5,558,707 describes a liner of Fire protection doors made of plaster with a void content of 54-60%.

Aus der JP 58-036 955 A schließlich ist eine Mischung aus Alpha-Halbhydrat und Hochofenschlacke sowie einem Leichtzuschlag bekannt.From JP 58-036 955 A is finally a mixture of Alpha hemihydrate and blast furnace slag as well as one Light surcharge known.

Die Baustoffindustrie hat aus Alpha-Halbhydrat, aufbereitetem Anhydrit (Natur- oder Syntheseprodukt) 3 verschiedene Produktgruppen hergestellt, die wie folgt definiert werden können:
The building materials industry has produced 3 different product groups from alpha hemihydrate, processed anhydrite (natural or synthetic product), which can be defined as follows:

  • 1. Putzmaterialien1. Cleaning materials
  • 2. verschiedenste Platten für Unterböden, Wandelemente, Kartonplatten2. Various plates for sub-floors, wall elements, Cardboard sheets
  • 3. Fließestriche.3. Floor screeds.

Weitere Produkte aus Alpha-Halbhydrat beziehungsweise natürlichem oder synthetischem Anhydrit sind nicht hergestellt worden.More products from alpha hemihydrate respectively natural or synthetic anhydrite are not produced been.

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.In recent years, the building materials industry has launched various products in the aforementioned sense made of polystyrene or recycling material and cement as a binder. These products were manufactured either in plate form or as a fill or leveling layer under screeds or in the form of bricks or as finished parts. The density of these products is between 300 and 400 kg / m 3 and the products have good thermal insulation properties (lambda = 0.07-0.12 W / (mK). Depending on the binder content, these products show a more or less elastic behavior under stress, whereby change the thermal insulation properties at the same time.

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).The binder mixture according to the invention consists of alpha Hemihydrate and / or natural or synthetic Anhydrite in combination with an ash according to the characterizing part of claim 1 in one appropriately prepared form. As filling material For example, highly insulating products are used, such as Example polystyrene flakes or grains made directly from a Manufacturing process come or recycled secondary products (Recycled polystyrene).

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.Surprisingly, it has been shown that a combination of Polystyrene (especially recycled polystyrene) and alpha Hemihydrate or natural or synthetic Anhydrite in combination with the ashes from them manufactured materials shows a similar behavior as  comparable cement-bound building materials, but a number of There are advantages. This is the arithmetic lambda value depending on the density between 0.05 and 0.08 W / (mK). Higher Binder proportions reduce the thermal insulation Properties, however, increase the stability moisture regulating effect and sound insulation. It has also been found that this material can mix much better with polystyrene than cement-bound building materials.

Als neue Anwendungsgebiete bieten sich folgende Produktgruppen an:
The following product groups offer themselves as new areas of application:

  • 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.    1. Compensation layer under the impact sound insulation of screeds:
    The conventional leveling layer made of chippings, for example, can be dispensed with. The advantage is the much lower weight and the much better thermal insulation.
  • 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.    2. Substructure for screed or flowing screed (as impact sound insulation):
    Instead of conventional footfall sound insulation made of mineral fiber or foam panels, the mixture of polystyrene and anhydrite or alpha hemihydrate and ash is applied seamlessly to the entire floor area. This saves the time-consuming cutting of the impact sound insulation panels on the edge or the adaptation of the panels to pipes and installations. The screed can be designed as a composite screed, as a screed on a separating layer and as a floating screed.
  • 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.    3. Bricks for exterior walls with a low k value and a low binder content:
    Bricks with continuous vertical and horizontal cavities are moved in the conventional method and the cavities are poured with flow concrete. The concrete takes on the static function, while the brick serves as formwork and has a low k value due to the high proportion of polystyrene. Due to the dimensionally accurate production, the goat 1 can be produced from plaster both with and without internal plaster.
  • 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.    4. Bricks for partition walls with and without coating made of cardboard or gypsum plaster (sandwich elements) and with and without reinforcement made of fibers or fabrics and min high binder content:
    The stones or slabs can either be left in the natural surface or can be provided with a coating of cardboard or gypsum plaster during production, which at the same time forms the finished wall surface and, if necessary, has to be slightly reworked.
  • 5. Platten:
    als Wärmedämmplatten
    als Putzträger,
    als Unterkonstruktion für Verfliesungen,
    als Unterkonstruktion für Estriche.     5. Plates:
    as thermal insulation boards
    as a plaster base,
    as a substructure for tiling,
    as a substructure for screeds.
  • 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.    6. Finished parts:
    Floor-to-ceiling finished parts for exterior and interior walls can be prefabricated in the factory and easily moved and reworked on site. After moving, horizontal and vertical cavities are poured with flow concrete, whereby this concrete network takes over the static function.

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.Processing method:
Depending on the area of application, the product can be installed moist, slightly compressed and removed (e.g. leveling layer or impact sound insulation) or pressed into molds, whereby the filling volume is reduced by 20% and only small voids remain (e.g. with thermal insulation boards, bricks for external walls) . By using alpha hemihydrate or anhydrite as a binding agent - in contrast to cement as a binding agent - a controllable, rapid hardening with high form accuracy can be achieved.

BeispieleExamples Beispiel 1example 1

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.A binder consisting of 60% by weight of ash from a calorific power plant was used with a proportion of 12% by weight of free CaO, which was brought to Ca (OH) 2 by quenching, and 40% by weight of alpha hemihydrate. 50 parts by weight of this binder were mixed with 50 parts by weight of aggregate (sand in a grain fraction (= 4 mm) and 40 parts by weight of water and processed into 6 cm thick screed to absorb impact sound, which had the following compressive strength after 28 days and density:
σ D28 = 10.8 N / mm 2
ρ = 1.76 g / cm 3 .

Beispiel 2Example 2

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.A binder consisting of 25% by weight of fly ash, which was composed as in Example 1, and 75% by weight of alpha hemihydrate was used. 100 parts by weight of this binder were mixed with 48 parts by weight of water and a polystyrene mixture of recycling material. Based on the finished product, the polystyrene content was 900 l / m 3 and the binder content was 100 kg / m 3 . The finished product in the form of 5 cm thick sheets with an area of 100 × 100 cm had the following compressive strength after 28 days and the following heat transfer value:
σ D28 <2 N / mm 2
λ = 0.24 W / mK

Beispiel 3Example 3

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. A binder consisting of 54% by weight of fly ash, which was composed as in Example 1, and 46% by weight of alpha hemihydrate was used. 100 parts by weight of this binder were mixed with 72 parts by weight of water, residual construction material made of concrete and brick chippings (in a grain fraction <= 16 mm) and foamed glass beads (in a grain fraction of 1-2 mm). Based on the finished product, the proportion of residual construction mass was 1100 kg / m 3 , the proportion of glass beads 200 l / m 3 and the proportion of binder 350 kg / m 3 . The finished product was in the form of a screed as in Example 1, which had the following compressive strength after 28 days and the following heat transfer value:
σ D28 = 4.25 N / mm 2
λ = 0.75 W / mK

Beispiel 4Example 4

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.A binder as in Example 3 was used. 100 parts by weight of this binder were mixed with 65 parts by weight of water and brick chippings (in a grain fraction <= 8 mm) and polystyrene flakes from recycled material. Based on the finished product, the proportion of brick chips was 1400 kg / m 3 , the proportion of polystyrene flakes was 240 l / m 3 and the proportion of binder was 360 kg / m 2 . The finished product was in the form of a screed as in Example 1, which also had heat-insulating properties and had the following compressive strength after 28 days and the following heat transfer value:
σ D28 = 4.88 N / mm 2
λ = 0.70 W / mK

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. 1. A method for producing a heat or sound-insulating and moisture-regulating building material, consisting of a binder component and a filler, which is mixed with water using a mixer and then brought into the desired final shape in a mold by pressing or pounding or applied extensively to ceilings are characterized in that the binder component consists of a mixture of 40 to <100 mass% alpha hemihydrate and / or anhydrite and <0 to 60 mass% reactive ash from combustion plants. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Asche mit einem Gehalt an freiem CaO zwischen 2% und 25% eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that an ash with a free CaO content between 2% and 25% is used. 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.3. The method according to claim 1, characterized in that as a binder mixture, directly from production resulting product from ash, alpha hemihydrate and Anhydrite is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anhydrit ein gemahlenes Naturmaterial eingesetzt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that a ground natural material is used as anhydrite becomes. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Bindmittelgemisches am Baustoff mit 100 bis 400 kg/m gewählt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the proportion of the binder mixture in the building material is 100 up to 400 kg / m is selected. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff hochwärmedämmende Produkte eingesetzt werden.6. The method according to claim 1, characterized in that Highly insulating products used as filler will. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittelgemisch Zusatz- und Fließmittel in einer Konzentration von 0,2 bis 2% zugegeben werden.7. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of additives and superplasticizers in one Concentration of 0.2 to 2% can be added. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittelgemisch Produkte zur Verringerung der Wasserlöslichkeit in einer Konzentration < 4% zugegeben werden. 8. The method according to claim 1, characterized in that the binder mixture products to reduce the Water solubility added in a concentration <4% will.   9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß danach hergestellte Formsteine mit einer Gipsputzschichte und/oder Beschichtung aus Karton versehen werden.9. The method according to claim 1, characterized in that shaped stones produced thereafter with a Gypsum plaster layer and / or coating made of cardboard be provided. 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/m3.10. Use of the building material produced by the method according to one of claims 1 to 9 as a loosely introduced, then compressed compensating material under screeds with a binder content of 150 to 350 kg / m 3 . 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.11. Use of the building material produced by the method according to one of claims 1 to 9 as a compensating material under a screed with a binder content of 150 to 350 kg / m 3 , residual building materials being used as filler. 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/m3.12. Use of the building material produced by the method according to one of claims 1 to 9 as impact sound and / or thermal insulation under a screed, with a binder content of 100 to 280 kg / m 3 . 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/m3.13. Use of a molded block or molded element for external walls produced by the process according to one of claims 1 to 9, with a binder content between 100 and 400 kg / m 3 . 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. 14. Use of a shaped block or shaped element for inner walls produced by the method according to one of claims 1 to 9, with a binder content between 200 and 600 kg / m 3 . 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.15. Use of a plate produced by the method according to one of claims 1 to 9 as a heat, sound insulation or plaster base plate or as a substructure for tile and plate coverings, the plate having a binder content of 100 to 280 kg / m 3 .
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