DE19905131A1

DE19905131A1 - Baustoff und Bauelemente sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

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Publication number: DE19905131A1
Application number: DE1999105131
Authority: DE
Original assignee: TERAFORM NATURBAUSTOFFE BETEIL
Current assignee: TERAFORM NATURBAUSTOFFE BETEIL
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-08-10

Abstract

An Baustoffe und Bauelemente werden unterschiedliche Anforderungen gestellt. Sie sollen bei niedrigen Herstellungskosten und erwiesener Dauergebrauchsfähigkeit je nach beabsichtigtem Einsatzzweck auch den Anforderungen der Statik, der Brandsicherheit, der Wärmeleitfähigkeit und des Trittschallschutzes sowie in zunehmendem Maße ökologischen und bauphysiologischen Forderungen entsprechen und gleichzeitig das menschliche Wohlbefinden gewährleisten. DOLLAR A Für diese Zwecke sind aus verschiedenen organischen Produkten bestehende Naturbaustoffe zwar sehr gut geeignet, es ist aber bis jetzt nicht gelungen, diese Qualitätsanforderungen vollständig zu erfüllen. Nur eine spezielle Behandlung kann eine längere Dauergebrauchsfähigkeit bzw. eine Wasser- und Frostbeständigkeit der Bauteile sichern. DOLLAR A Es wurde gefunden, daß Abfall- und Abschlämmprodukte aus Bodenwaschanlagen und Kieswaschanlagen bzw. Betonzuschlagwaschanlagen bei entsprechender Vorbehandlung als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Baustoffen und Bauelementen verwendet werden können. Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Baustoffen und verschiedenen Bauelementen zu entwickeln.

Description

Die Erfindung betrifft einen Baustoff und Bauelement sowie Verfahren zu ihrer Herstellung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 14 und 22.

An Baustoffe und Bauelemente werden unterschiedliche Anforderungen gestellt. Sie sollen bei niedrigen Herstellungskosten und erwiesener Dauergebrauchsfähigkeit je nach beabsichtigtem Einsatzzweck insbesondere den Anforderungen der Statik, der Brandsicherheit, der Wärmeleitfä higkeit, des Trittschallschutzes sowie ökologischen und bauphysiologischen Forderungen entspre chen. Zunehmend werden an Baustoffe und Bauelemente Anforderungen gestellt, die das menschliche Wohlbefinden erhöhen. Ein dafür besonders geeigneter Baustoff ist Lehm wegen seiner mannigfaltigen bauphysiologischen Vorzüge.

Die DE 41 32 009 A1 beschreibt einen Baustoff, bestehend aus einer Trockenmischung von Lehm als Bindemittel mit Sägemehl und Hobelspänen als Wärmeisolatoren, mit gehäckseltem Stroh als Faserarmierung, einer geringen Menge Zement als Härter und einer geringen Menge Gips als Abbindebeschleuniger sowie Wasser. Der Baustoff ist pump- und spritzfähig und wird im Rohbau auf einen geeigneten Putzträger aufgetragen. Der Auftrag soll eine homogene Lehmbeschichtung bilden.

Bekannt ist aus der DE 41 40 093 A1 auch die Herstellung von Leichtlehmsteinen aus Stroh und Lehm. Der Leichtlehmstein wird unter geringem Wassereinsatz und einer weitgehenden Zerklei nerung und Pelletierung der Ausgangsstoffe hergestellt. Die Vorteile des Lehmbaus sollen mit denen der Ziegelbauweise verbunden werden.

Aus der DE 195 42 593 A1 sind ein Verfahren zum Aufbereiten von Lehm zur Herstellung vor Lehmbaukacheln und sonstigen Lehmbauelementen sowie eine wärmespeichernde Lehmbaukachel bekannt. Das Verfahren setzt ein ein- bis mehrtägiges Fermentieren nach dem Vermischen mit Wasser und dem Untermischen von organischen Bestandteilen voraus.

Um bei Baustoffen und Bauelementen bestimmte Eigenschaften insbesondere auch zur Armierung innerhalb von Bauelementen zu erzielen, werden seit altersher beispielsweise dem Lehm als Ar mierung Stroh, Schilfrohr, Kokosfasern, Sisalfasern, Getreidespreu und andere Naturstoffe in verschiedenen Zuständen und Längen hinzugemischt. Es handelt sich bei diesen Hinzumischungen im wesentlichen um organische Ab- bzw. Nebenprodukte.

Allerdings gehen mit der Verwendung von organischen Naturstoffen in Bauelementen auch eine Reihe von Nachteilen einher. Einerseits verbinden sich ein Teil der organischen Produkte nicht mit den sie umgebenden Ausgangsstoffen bzw. Bindemitteln, so daß die geforderte Druck- und Biege-/Zug-Festigkeit zumeist nicht gegeben ist, und andererseits führt die Verwendung von or ganischen Abprodukten bei Feuchtigkeitseinwirkungen auf das fertige Bauelement zu Verrot tungs- und Fäulniserscheinungen.

Bereits mit den schweizerischen Patentschriften 182 058 und 182 059 aus dem Jahre 1936 ist be kanntgeworden, daß durch Imprägnierung von Faserstoffmassen bzw. Fasermaterial Bindemittel auf den Fasern haften bleiben bzw. auf den Fasern haftende Partikel auf dieser selbst koaguliert werden. Diesen Umstand macht man sich in neuerer Zeit wieder zunutze, um die erwähnten Ver rottungs- und Fäulniserscheinungen von mit organischem Fasermaterial versehenen Bauelementen zu vermeiden. So wird beispielsweise mit PCT/EP93/01413 ein Dämmstoff beschrieben, bei dem mittels Druckimprägnierung einer feuchten Masse, die unter anderem auch aus zerfaserten Lum pen und/oder zerfasertem Stroh besteht, eine höhere Feuchtigkeitsbeständigkeit gegeben sein soll.

Die DE 195 41 119 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Leichtlehmplatte, die da durch gekennzeichnet ist, daß Stroh in bekannter Weise mehrstufig durch Häckseln und Mahlen zerkleinert und danach in einem Kollergang mit dem erdfeuchten geraspelten Ton vermischt wird. Das weitere gleichzeitige Zerkleinern und Vermischen des gekollerten Ton-Stroh-Gemischs er folgt anschließend in einem Walzensystem und in einem Doppelwellenmischer. Das nunmehr weitgehend homogene Ton-Strohfaser-Gemisch wird in einer Strangpresse zu einem Endlosstrang mit definierter Breite und Höhe verpreßt. Gegenstand dieses Patents ist auch eine Leichtlehmbau platte, bestehend aus 47 bis 70 Gewichtsteilen Bentonit oder bentonitähnlichen Tonen mit einer Bindekraft von mindestens 250 g pro cm² und einer hohen Endfestigkeit, 10 bis 35 Gewichtsteilen Stroh mit einer Faserlänge von 0,5 bis 35 mm, 17 bis 19 Gewichtsteilen Wasser oder einer wäß rigen Natrium-Wasserglas-Lösung mit einem Verhältnis Natrium-Wasserglas zu Wasser von 1 : 15 bis 1 : 25.

Neben dem Einsatz organischer Abprodukte und Abfallstoffe bei der Herstellung von Baustoffen und Bauelementen finden auch bekanntermaßen seit langem anorganische Abprodukte und Ab fallstoffe wie zum Beispiel Asche als Bindemittel, Füllstoffe oder Zuschlagstoffe Verwendung. Die Gipsindustrie verwendet vermehrt Abfälle der Rauchgasentschwefelung als Ausgangsstoff für Baustoffe. Die Ziegelindustrie ist bemüht, Klärschlämme in Baustoffe einzuarbeiten.

Die Nachteile der bekannten Bauelemente und Baustoffe sind sehr unterschiedlich. Die einen wei sen keine ausreichende Feuchtigkeitsbeständigkeit auf, die anderen erfüllen nicht im erforderli chen Maße die bauphysikalischen und bauphysiologischen Anforderungen und tragen nicht dazu bei, das menschliche Wohlbefinden in Bauhüllen zu fördern, oder sind nicht als ökologischer Baustoff einzustufen, das heißt sie sind im Falle der Entsorgung nicht in den natürlichen Kreislauf rückführbar. Den bekannten Bauelementen und Baustoffen haftet insgesamt ein gemeinsamer Mangel an, sie sind kostenintensiv in der Herstellung. Weite Transportwege für die Ausgangs stoffe und aufwendige Aufbereitungsverfahren sowie hohe Energieverbräuche verteuern die Pro dukte. Bekannte Bauelemente und Baustoffe unter Verwendung von Asche, Klärschlamm und Abfällen der Rauchgasentschwefelung sind bezüglich ihrer unter bestimmten Umständen erst nach Jahren auftretenden Ausgasung nicht unproblematisch.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, kostenintensiv zu entsorgende Abfallstoffe und Nebenpro dukte als Hauptbestandteile für die Herstellung von Baustoffen und Bauelementen nutzbar zu ma chen, die für die vorgesehenen Einsatzzwecke die bauphysikalischen und bauphysiologischen An forderungen dieser Baustoffe und Bauelemente dieser Art erfüllen, feuchtigkeitsbeständig sind, das menschliche Wohlbefinden fördern, unproblematisch entsorgt und für die gleichen Einsatz zwecke wieder aufbereitet werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Herstel lungsverfahren vorzuschlagen, mit welchem die bisher kostenintensiv zu entsorgenden Abfallstof fe und Nebenprodukte aufbereitet und zu Baustoffen und Bauelementen verarbeitet werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung mit den im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 15 und 28 dargelegten Merkmalen gelöst, wobei die Merkmale der Erfindung außer aus den Ansprüchen 1, 15 und 28 auch aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung hervorge hen, wobei die einzelnen Merkmale für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombina tionen der Bestandteile vorteilhafte schutzfähige Produkte und Anwendungen darstellen, für die mit dieser Schrift Schutz beantragt wird.

Aufschlämmbare Feinsilikatstrukturen mit einer Korngröße < 0,063 mm gelten als mörtelschäd liche Bestandteile von Zuschlagstoffen für die Bauindustrie, weil sie Schwind-, Quell- und Fe stigkeitswerte unzulässig beeinflussen. Aus diesem Grund legen verschiedenste Normen Grenz werte für den Gehalt dieser Feinststrukturen in Hauptbestandteilen und Zuschlagstoffen fest. Bei spielsweise wurde in der DIN 4226 Teil 1 ein Wert < 4 Gew.-% fixiert. So stellt sich für die Mörtelzuschlagstoff-Produzenten die Aufgabe einer Trennung der benötigten Bausande und -kiese von den Feinstbestandteilen. Diese Aufbereitung erfolgt über geeignete Waschanlagen. In effektiv arbeitenden Kieswaschanlagen wird das verwendete Waschwasser im Kreislauf gefahren. Es kommen für diesen Zweck chemische Hilfsmittel zum Einsatz, um die Sedimentation zu be schleunigen und die Trennung der Feststoffe aus dem Wasser wirtschaftlich zu ermöglichen. Die ser Prozeß wird beendet durch Absetzbecken, Zentrifugen oder Kammerfilterpressen. Die Ab schlämmprodukte stellen bisher für die Bauindustrie eine nicht verwertbare Fraktion dar, welche jedoch in Größenordnungen weltweit anfällt.

Es wurde gefunden, daß sich diese Abprodukte bzw. Absetz- und Abschlämmprodukte aus Bo denwaschanlagen, Kieswaschanlagen und Betonzuschlagwaschanlagen bei entsprechender Vorbe handlung als Ausgangsmaterial und höchster Masseanteil für die Herstellung von Baustoffen und Bauelementen eignen. Nicht kontaminierte Abprodukte aus den verschiedensten Waschanlagen sind Ausgangsstoff für die erfindungsgemäße Herstellung von Baustoffen und Bauelementen. Je nach Gewinnungsart und Gewinnungsort steht ein entsprechender Schlamm als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Baustoffen und Bauelementen zur Verfügung. Eine chemische und physi kalische Analyse sowie eine Untersuchung nach umwelthygienischen Gesichtspunkten ist Grund lage für den Vorbehandlungszyklus, um das Material baustofftauglich zu gestalten. Im nachfol genden werden die Verfahrensschritte für die Herstellung von Baustoffen und Bauelementen und diese selbst beschrieben.

Zur Durchführung des Verfahrens der Herstellung von erfindungsgemäßem Baustoff mit Anteilen von mineralischen Feinstbestandteilen werden mörtelschädliche, aufschlämmbare Feinsili katstrukturen, anfallend als Abprodukt in Kies-, Betonzuschlag-, Mörtelzuschlag- und Boden waschanlagen, mit mindestens einem Volumen-Anteil von 75%, einer Korngröße von ≦ 0,063 mm als Hauptbestandteil in nachfolgenden technologischen Schritten aufbereitet:

a) Wetterungsphase mit mechanischer und/oder chemischer und/oder biologischer Aktivierung des Hauptbestandteils
b) Kollern in Verbindung mit mechanischer Aktivierung des Hauptbestandteils
c) Feinwalzen in Verbindung mit mechanischer Aktivierung und Homogenisierung des Hauptbestandteils
d) Mischen unter Zugabe von
- - Wasser
- - hydraulischen Bindemitteln mineralischen Ursprungs
- - 0,2 bis 15 Gewichtsanteilen von anorganischen, organischen und/oder einem oder mehreren biologischen Zusätzen
- - sowie wahlweise Zugabe von bis zu 25 Gewichtsanteilen feinstzerkleinerte Holzfasern und/oder Holzspäne
e) Abtrennung der Mischgutcharge zur Pufferung und Reife des Mischguts
f) Vorverdichtung und Homogenisierung des Mischguts
g) Verpressen des Mischguts und Formgebung zu einem Bauelemente-Formstrang
h) Schneiden des Formstrangs zu Segmenten
i) Trocknen der Segmente
j) Beschneiden der Segmente zu Bauelementen.

Es liegt im Bereich der Erfindung, nach dem Verfahrensschritt c) "Feinwalzen" das erhaltene Zwischenprodukt zu trocknen und zu Putzen, Klebern, Spachteln, Estrichen und Formen für Re lief- und Hohlkörper zu verarbeiten. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, während des Verfahrens schritts d) "Mischen" andere Fasern, beispielsweise Glasfasern, Polypropylenfasern, Kokos-, Sisal- oder Hanffasern, dem Mischgut hinzuzugeben. Hydraulische Bindemittel werden mit 3 bis 20 Gewichtsanteilen vorzugsweise als Zement und/oder Kalk und/oder Gips und/oder Asche hin zugegeben.

Die Faserlänge und der Faserdurchmesser richten sich nach der Art der verwendeten Fasern. So ist beispielsweise für Holzfasern eine Faserlänge von bis zu 20 mm mit einem Durchmesser bis zu 3 mm vorgesehen.

Der nach diesem Verfahren hergestellte Baustoff besteht mit seinem Hauptbestandteil aus mörtel schädlichen, aufschlämmbaren Feinsilikatstrukturen, welche als Abschlämm- und/oder Ab waschprodukte aus Kies-, Betonzuschlag- und/oder Bodenwaschanlagen gewonnen werden. Die Feinsilikatstrukturen sind im Hauptbestandteil des Baustoffs mit 75% mit einer Korngröße von < 0,063 mm enthalten. Der Hauptbestandteil des Baustoffs ist mechanisch und/oder biologisch und/oder chemisch oberflächenaktiviert worden, und es werden ihm während des Herstellungs prozesses neben hydraulischen Bindemitteln weitere Zusätze hinzugegeben, insbesondere Zusätze zur Verbesserung der Verarbeitungsfähigkeit des Mischguts und Sicherung erwünschter Baustof feigenschaften, wie hochmolekulare Polyelektrolyte, Kieselsäure, Soda, hochpolymere Polywach se, Glycol, Alkolate, Glycerin, Kasein, Harnstoff, Zuckerderivate, Tanin, Lignin, Molke, Gülle u. a. Diese Zusätze anorganischen und organischen Ursprungs sind je nach Beschaffenheit der mörtelschädlichen, aufschlämmbaren Feinsilikatstrukturen sowie den gewünschten Baustoffeigen schaften gegeneinander austauschbar und werden einzeln oder in Kombination hinzugegeben.

Aus dem erfindungsgemäßen Baustoff werden Bauelemente, Brandschutzmittel, Kleber, Wärme dämm- und Trittschallschutzmittel oder aus seinen Zwischenprodukten Putze, Kleber, Spachtel, Estriche und Formen für Relief- und Hohlkörper hergestellt.

Um den Anwendungszweck von Bauelementen wesentlich zu erweitern, ist erfindungsgemäß vor gesehen, die dargelegten Verfahrensschritte durch Kantenprofilierung der Bauelemente, Schleifen deren Oberfläche und/oder Oberflächenbeschichtung zu erweitern. Die Bauelemente sind von plattenförmiger, kubischer, zylindrischer, leisten-, winkel- und panelförmiger Gestalt, können Hohlräume und profilierte Oberflächen aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt:

Beispiel 1

Erfindungsgemäß werden die Abprodukte aus Betonzuschlagwaschanlagen mit nachfolgend im einzelnen beschrieben physikalischen und chemischen Eigenschaften verwendet.

Die Abprodukte definieren sich nach ihren Mineralgehalten, welche sich vorwiegend in Quarz, Feldspat, Calcit und Tonminerale aufteilen. Die Unterteilung der Tonminerale erfolgt in Dreischichttonminerale und Zweischichttonminerale. Hier wird auch das Kationenaustauschver mögen bestimmt. Zusätzlich wird die Korngrößenverteilung der Abprodukte bestimmt.

Eigene durch vielfältige Untersuchungen bestätigte Erkenntnisse ergaben, daß mineralische Feinstbestandteile von Betonzuschlagwaschanlagen infolge ihrer hohen spezifischen, durch den Abwaschvorgang zudem aktivierten Oberflächen eine spezifische hohe Reaktionsfähigkeit besit zen. Im Idealfall ist eine direkte Weiterverarbeitung ohne Zuhilfenahme von hochmolekularen Polyelektrolyten möglich. Einfache praktische Laboruntersuchungen ermöglichen es, eine Ent scheidung zur eventuell erforderlichen chemischen Vorbehandlung zu treffen. In der Regel ist dies für jede Bezugsquelle von Abprodukten nur einmal notwendig.

Ein mehrmonatiges Lagern des Ausgangsstoffs als künftiger Hauptbestandteil des Baustoffs im Freien sichert eine ausreichende mechanische Zersetzung durch wechselnde Luftfeuchtigkeit und Temperaturen. Der Ausgangsstoff wird gewettert. Mit dem Eindringen von Wasser bzw. Wasser dampf in den Ausgangsstoff erfolgt eine sogenannte Voraktivierung. Diese erfolgt einmal mecha nisch durch Zersetzung und Zerkleinerung und zum anderen durch biologische Aktivierung. Mi kroorganismen und Algen bauen organische Bestandteile des Ausgangsstoffs zu Humussäuren ab und steigern bei der vorhandenen Struktur des Ausgangsstoffs die Bindungskräfte erheblich. So wohl mit der mechanischen als auch mit der biologischen Aktivierung erfolgen ein gewisser Auf schluß des Ausgangsstoffs und ein Zersetzungsprozeß von Strukturen, wie z. B. von Glimmer- und Quarzkonglomeraten.

Nach dieser sogenannten Wetterungsphase wird der Ausgangsstoff mit entsprechender Technik beispielsweise in einen Kastenbeschicker mit grober Krümelwalze gefördert. Über bekannte Zu führeinrichtungen wird der Ausgangsstoff in etwa erdfeuchtem Zustand in einen Kollergang ver bracht und werden hochmolekulare Polyelektrolyte hinzugegeben. Mittels an sich bekannter Kol lertechnik werden noch im Ausgangsstoff vorhandene größere Bestandteile auf einer unter den Kollerrädern vorhandenen Siebplatte auf eine Korngröße von maximal 10 mm zerbrochen.

Die wesentliche Aufgabe des Kollerns besteht aber darin, die hauptsächlich im Ausgangsstoff vorhandenen Feinstbestandteile einer weiteren mechanischen Aktivierung zu unterziehen und die über die Partikeloberfläche wirksamen Potentiale in ein technologisch-spezifisches Optimum zu versetzen. Sofern erforderlich, werden im Kollergang dem Ausgangsstoff noch Wasser, vorzugs weise Regenwasser, zugeführt.

Noch vorhandene gröbere Bestandteile werden in einem sich an den Kollergang anschließenden Feinwalzwerk auf eine maximale Korngröße von einem Millimeter zerkleinert. Je nach Korngrö ße und Anteilen gröberer Bestandteile in dem Ausgangsstoff werden mehrere Feinwalzwerke nacheinander angeordnet und es wird so eine stufenweise Zerkleinerung gröberer Bestandteile und gleichzeitig eine weitere mechanische Aktikvierung erreicht. In dem Feinwalzwerk wird neben der Zerkleinerung eventuell noch vorhandener Grobbestandteile eine Homogenisierung des Aus gangsstoffs herbeigeführt. Das jetzt vollständig homogen durchgemischte Ausgangsmaterial wird einem Zwangschargenmischer zugeführt. Das Mischen erfolgt unter Zugabe von Wasser, vor zugsweise Regenwasser, hydraulischen Bindemitteln mineralischen Ursprungs, vorzugsweise Ze ment und/oder Asche, 0,2 bis 3 Gewichtsanteilen von Additiven, vorzugsweise hochpolymere Polywachse zur Verbesserung der Verarbeitungsfähigkeit des Mischguts und Sicherung er wünschter Baustoffeigenschaften, anorganischen Zusätzen, vorzugsweise Kieselsäure und/oder Soda, und Glycol und/oder Alkolaten sowie Zuckerderivaten und wahlweise bis zu 25 Gewichts anteilen feinstzerkleinerte Holzfasern und/oder Holzspäne. Der Zwangschargenmischer muß aus reichend Scherkräfte auf das Mischgut übertragen, um eine optimale Zerschlagung von Agglome raten und Konglomeraten zu bewirken. Des weiteren werden wiederum je nach Beschaffenheit und Zusammensetzung des Ausgangsstoffs und in Abhängigkeit der angestrebten Baustoffeigen schaften beispielsweise temporäre Bindemittel und Methylcellulose hinzugegeben.

Um beispielsweise eine frost- und taustabile Wärmedämmplatte der Trockenrohdichte (28 d) von 0,9 kg/dm³ mit einer Normdruckfestigkeit (28 d) von 6 N/mm², einer Normbiegezugfestigkeit (28 d) von 3 N/mm² und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,2 W/mK ohne Verlust an Masse bzw. eine Druck- und Biegezugfestigkeit bis 80 Zyklen/12 h von -30°C bis +30°C zu erhalten, werden im Zwangschargenmischer zu 90 Teilen Abwasch-Feinststoff aus einer Betonzuschlag waschanlage als Ausgangsstoff 10 Teile Zement nachhaltig mit Wasser vermischt (bei einem Wasser-Feststoff-Verhältnis 0,45), 20 Teile feinstzerkleinerte Holzspäne (bezogen auf das Aus gangsstoff-Zement-Gemisch) hinzugegeben. Erst nach ausreichender Durchmischung der hydrau lischen Bindemittel und Additive mit dem Ausgangsstoff werden die Holzspäne in einer Faserlän ge bis zu 10 mm und einem Durchmesser von ca. 0,3 mm bis 2 mm hinzugegeben. Der Zusatz dieser Fasern dient wesentlich der Erhöhung Normbiegezugfestigkeit sowie der Reduzierung der Materialdichte des Endproduktes. Holzspänen wird für bestimmte Einsatzzwecke gegenüber dem Zusatz von Strohfasern der Vorzug gegeben, da einerseits Holzspäne eine höhere Normbiegezug festigkeit aufweisen und andererseits nicht wie Stroh zu Schimmelbildung neigen, denn es hat sich gezeigt, daß selbst imprägnierte Strohfasern durch die mechanische Beanspruchung und dem einhergehenden Abrieb während des Herstellungsprozesses trotzdem noch in einem geringen Ma ße zur Fäulnis- und Schimmelbildung neigen. Anstelle von Holzspänen oder einem Teil dieser können auch andere Fasern, insbesondere Glasfasern, Polypropylenfasern, Kokos-, Hanf- oder Sisalfasern hinzugegeben werden.

Nach kompletter Durchmischung wird die Charge aus dem Zwangschargenmischer leergefahren. An den Durchlauf durch den Zwangschargenmischer schließt sich eine Phase der Pufferung, Be ruhigung und Reife des Mischgutes an. Die Beruhigungs- bzw. Pufferphase des Mischgutes dau ert so lange, wie in dem vorangegangenen Technologieschritt eine neue Charge wieder zuge mischt wurde. Insgesamt ist aber die Technologie aufeinander so abgestimmt, daß die sich an schließenden Verfahrensschritte kontinuierlich mit dem Mischgut versorgt werden.

In einer Vorpresse wird das Mischgut weiter vorverdichtet und homogenisiert. Die sich anschlie ßende Arbeitspresse unterteilt sich in eine Vorpreßstufe mit an sich bekannter Doppelwellen mischanlage und die eigentliche Presse in Form einer Schneckenpresse. Durch diese wird das Mischgut zur abschließenden Formgebung in einen sich anschließenden Preßkopf gedrückt. Zum Zwecke einer besseren Verdichtung und zum Erzielen einer glatten Oberfläche der auszuformen den Bauelemente kann die Arbeitspresse zur Formgebung nach der Vorpreßstufe unter Vakuum arbeiten.

Der auswechselbare Preßkopf der Arbeitspresse gibt dem Bauelement die gewünschte Kontur bzw. die Platteninnenform (Luftkanäle). Ist die Produktionsgeschwindigkeit des durch die Ar beitspresse zu befördernden Mischguts konstant, so ergibt sich eine Plattenproduktionsgeschwin digkeit in Abhängigkeit der Plattenquerschnittsfläche. Die übliche Produktionsgeschwindigkeit liegt im Bereich zwischen 4 bis 15 laufende Meter pro Minute.

Nach dem Preßkopf der Arbeitspresse gelangt das ausgeformte Bauelement auf einen Rollengang. Mittels einer mitlaufenden Schneidvorrichtung wird ein Segment vom fortlaufenden Formstrang abgetrennt und vorzugsweise über ein auflagenstabilisiertes Förderband mit höherer Geschwin digkeit auf einen anschließenden Rollengang transportiert. In diesen Rollengang werden soge nannte Formlingsträger eingelegt, die die einzelnen abgeschnittenen Segmente aufnehmen und somit als Transport- und gleichzeitig als Trockenpalette dienen.

Ausreichend beabstandet zueinander, trocknen die Formlinge innerhalb von zwei bis sechs Tagen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und umgebender Luftfeuchte. Bei technischer Trocknung, das heißt zwangsweiser Wärmezufuhr, ist eine Trocknung in etwa sechs Stunden ge geben.

Im Anschluß an den Trocknungsprozeß wird der Formling auf die gewünschte Länge bzw. zu gewünschten Formteilen beschnitten. Die Abschnitte werden nach entsprechender Zerkleinerung wieder dem Ausgangsstoff zugeführt.

Für besonders anspruchsvolle Verwendungszwecke werden die Formlinge einer Oberflächenbe handlung mittels Schleifbandmaschine unterzogen. Der anfallende Schleifstaub kann zu neuen Baustoffen verarbeitet werden.

Bei entsprechender Ausgestaltung mit in Längsrichtung der Formlinge verlaufenden Kanälen und je nach Dimensionierung der Kanäle in den Bauelementen werden die Bauelemente eingesetzt für Wand-, Decken- und Fußbodenaufbau. Besonders sind die fertigen Elemente für Fußbodenhei zung, indem durch die kanalartigen Profilierungen in den Bauelementen die Fußbodenheizung hindurchgeführt wird, und mit entsprechenden Profilierungen versehen als Halterung für Leitun gen und Rohre für den Medientransport geeignet.

Beispiel 2

Unter Anwendung der im Beispiel 1 aufgeführten Verfahrensschritte liegt es im Bereich der Er findung, eine frost- und taustabile Leichtplatte folgender Charakteristik herzustellen:
Als Hauptkomponente für die Herstellung der Platte werden in diesem Beispiel wieder Ab waschprodukte und Zement benutzt.

Es werden 90 Teile aktivierter mineralischer Feinstbestandteile mit geringem Wassergehalt aus einer Betonwaschanlage mit 10 Teilen Zement (beispielsweise CEM I 42,5 R) und Wasser ver mischt. Das Wasser/Feststoff-Verhältnis soll dabei 0,38 betragen. Diese Masse wird mit 12,5 Teile (bezogen auf das Ausgangsstoffes-Zement-Gemisch) Holzspäne der oben beschriebenen Art gemischt.

Aus diesem Stoff wird eine Leichtbauplatte mit einer Trockenrohdichte (28 d) von 1 kg/dm³ mit folgenden Parametern gefertigt: Normdruckfestigkeit (28 d) von 6 N/mm²und einer Normbiege zugfestigkeit (28 d) von 3 N/mm² ohne Verlust an Masse bzw. einer Druck- und Biegezugfestig keit bis 80 Zyklen/12 h bei Temperaturen von -30°C bis +30°C.

Beispiel 3

Unter Anwendung der im Beispiel 1 aufgeführten Verfahrensschritte liegt es im Bereich der Er findung, ein frost- und taustabiles Bauelement in Form eines Prismas von hoher Biegezugfestig keit folgender Charakteristik herzustellen:
Als Hauptkomponente für die Herstellung des Bauelementes werden in diesem Beispiel wieder mineralische Abwasch-Feinststoffe benutzt. Es werden 65 Teile des mechanisch aktivierten Aus gangsstoffes mit wenig Wassergehalt aus einer Betonzuschlagwaschanlage mit 23 Teilen Gruben lehm mit wenig Wassergehalt und 12 Teile Zement so mit Wasser vermischt, daß ein Was ser/Feststoff-Verhältnis von 0,40 entsteht. Diese Masse wird mit 6,2 Teilen (bezogen auf das Ausgangsstoff-Lehm-Zement-Gemisch) kurzgeschnittenen Kokosfasern mit einer Länge von 0,5 bis 3 cm gemischt.

Aus diesem Stoff wird ein Prisma mit folgenden Parametern gefertigt: Trockenrohdichte (28 d) 1,2 kg/dm³; Normdruckfestigkeit (28 d) 7,5 N/mm²; Biegezugfestigkeit von ebenfalls 7,5 N/mm². Bei Temperaturen von -30°C bis +30°C hat eine solches Bauelement ohne Ver lust an Masse eine Druck- und Biegezugfestigkeit bis 80 Zyklen/12 h.

Beispiel 4

Unter Anwendung der im Beispiel 1 aufgeführten Verfahrensschritte liegt es im Bereich der Er findung, ein frost- und taustabiles Bauelement in Form eines Würfels von hoher Druckfestigkeit folgender Charakteristik herzustellen:
Als Hauptkomponente für die Herstellung des Würfels findet in diesem Beispiel ein Ausgangs stoff Verwendung, der besonders mergelhaltig ist. Es werden 85 Teile des chemisch und biolo gisch aktivierten Ausgangsstoffes mit wenig Wassergehalt aus einer Betonzuschlagwaschanlage, mit 15 Teilen Zement und Wasser vermischt. Das Wasser/Feststoff-Verhältnis beträgt 0,25. Aus diesem Stoff wird mittels einer Strangpresse ein Würfel mit einer Normdruckfestigkeit von 48 N/mm² gefertigt. Bei Temperaturen von -30°C bis +30°C hat ein solcher Würfel ohne Ver lust an Masse eine Druck- und Biegezugfestigkeit bis 80 Zyklen/12 h.

Beispiel 5

Unter Anwendung der im Beispiel 1 aufgeführten Verfahrensschritte liegt es im Bereich der Er findung, einen Baustoff, verwendbar als Innentrockenputz herzustellen. Als Hauptkomponente für die Herstellung des Innentrockenputzes werden in diesem Beispiel Abwaschprodukte aus einer Betonzuschlagstoffwaschanlage und Zement verwendet. 85 Teile eines besonders mechanisch ak tivierten Ausgangsstoffs mit wenig Wassergehalt werden mit 10 Teilen Grubenlehm, 5 Teilen Zement sowie mit Regenwasser vermischt. Das Wasser/Feststoff-Verhältnis soll dabei 0,25 betra gen. Diese Masse wird mit 0,7 Teilen (bezogen auf das mineralische Gemisch) Holzspäne ver setzt und gut durchgemischt.

Der Innenputz weist folgende Parameter auf: Trockenrohdichte (28 d) von 1,6 kg/dm³; Normdruckfestigkeit (28 d) 3,0 N/mm², Normbiegezugfestigkeit (28 d) von 1,4 N/mm² und mit einer reversiblen Wasserauf- und -abnahme von 30 M.-%.

Claims

1. Baustoff mit Anteilen von mineralischen Feinstbestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Baustoff als Hauptbestandteil mörtelschädliche, aufschlämmbare Feinsili katstrukturen enthält.

2. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinsilikatstrukturen Ab schlämm- und/oder Abwaschprodukte aus Kies-, Betonzuschlag- und/oder Bodenwasch anlagen sind.

3. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbestandteil zu 50 Gewichtsanteilen im Fertigprodukt enthalten ist.

4. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Feinsili katstrukturen mit einer Korngröße 0,063 mm mindestens zu einem Volumen-Anteil von 75% im Hauptbestandteil enthalten sind.

5. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hauptbestandteil Spuren von Sedimentationshilfsmitteln enthält.

6. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Partikel des Hauptbestandteils teilweise mechanisch und/oder biologisch und/oder chemisch oberflächenaktiviert sind.

7. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Baustoff hydraulische Bindemittel mineralischen Ursprungs, vorzugsweise Zement und/oder Kalk und/oder Gips, enthält.

8. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Baustoff anorganische Zusätze, vorzugsweise Kieselsäure und/oder Soda, enthält.

9. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Baustoff Füllstoffe, vorzugsweise Ziegelmehl und/oder Stein mehl, enthält.

10. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Baustoff organische Zusätze, vorzugsweise Glycol und/oder Alkolate und/oder Glycerin, enthält.

11. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Baustoff einen oder mehrere biologische Zusätze, vorzugsweise Kasein, Harnstoff, Zuckerderivate, Tannin, Ligninverbindungen, Molke, Melasse, Gülle, Holzspäne und/oder Holzfasern, enthält.

12. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß dem Baustoff während seiner Herstellung Regenwasser zugegeben wurde.

13. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß aus diesem Bauelemente, Brandschutzmittel, Kleber, Wärmedämm- und Trittschallschutzmittel sowie Formen für Relief und Hohlkörper herstellbar sind.

14. Baustoff nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hauptbestandteil zu ≧ 25 Gewichtsteilen im Fertigprodukt ent halten ist und daraus Putze herstellbar sind.

15. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffs mit Anteilen von mineralischen Feinstbe standteilen wie in den vorgenannten Ansprüchen 1 bis 13 charakterisiert, dadurch ge kennzeichnet, daß mörtelschädliche, aufschlämmbare Feinsilikatstrukturen, anfallend als Abprodukt in Kies-, Betonzuschlag-, Mörtelzuschlag- und Bodenwaschanlagen, mit mindestens einem Volumen-Anteil von 75% einer Korngröße von 0,063 mm als Hauptbestandteil für die Herstellung eines Baustoffs in nachfolgenden technologischen Schritten aufbereitet werden:

a) Wetterungsphase mit mechanischer und/oder chemischer und/oder biologischer Aktivierung des Hauptbestandteils
b) Kollern in Verbindung mit mechanischer Aktivierung des Hauptbestandteils
c) Feinwalzen in Verbindung mit mechanischer Aktivierung und Homogenisierung des Hauptbestandteils
d) Mischen unter Zugabe von
- - Wasser
- - hydraulischen Bindemitteln mineralischen Ursprungs
- - 0,2 bis 15 Gewichtsanteilen von Zusätzen zur Verbesserung der Verar beitungsfähigkeit des Mischguts und Sicherung erwünschter Baustoff eigenschaften
- - anorganischen Zusätzen
- - organischen Zusätzen
- - einem oder mehreren biologischen Zusätzen
- - sowie wahlweise Zugabe von bis zu 25 Gewichtsanteilen feinstzerkleinerter Holzfasern und/oder Holzspäne
e) Abtrennung der Mischgutcharge zur Pufferung und Reife des Mischguts
f) Vorverdichtung und Homogenisierung des Mischguts
g) Verpressen des Mischguts und Formgebung zu einem Bauelemente-Formstrang
h) Schneiden des Formstrangs zu Segmenten
i) Trocknen der Segmente
j) Beschneiden der Segmente zu Bauelementen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Beschaffenheit der mörtenschädlichen, aufschlämmbaren Feinsilikatstrukturen die hinzuzumischenden an organischen, organischen und biologischen Zusätze gegenseitig austauschbar einsetzbar sind.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "b) Kollern" und/oder während des Verfahrensschritts "d) Mischen" Wasser, vorzugsweise Regenwasser, und Additive, vorzugsweise hochmolekulare Polyelektro lyte, hinzugegeben werden.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "d) Mischen" Glasfasern, Polypropylenfasern, Kokos-, Sisal- oder Hanffasern dem Mischgut hinzugegeben werden.

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "d) Mischen" als hydraulisches Bindemittel Zement und/oder Kalk und/oder Gips und/oder Asche in einem Anteil von 3 bis 20 Gewichtsanteilen hinzugegeben wer den.

20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "d) Mischen" als Füllstoff Steinmehle und/oder Ziegelmehle hinzugegeben werden.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "d) Mischen" als anorganische Zusätze vorzugsweise Kieselsäure und/oder So da hinzugegeben werden.

22. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "d) Mischen" als organische Zusätze vorzugsweise hochpolymere Polywachse und/oder Glycol und/oder Alkolate und/oder Glycerin hinzugegeben werden.

23. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrens schritts "d) Mischen" ein oder mehrere biologische Zusätze, vorzugsweise Kasein, Harnstoff, Zuckerderivate, Tanin, Ligninverbindungen, Molke, Melasse und/oder Gül le, hinzugegeben werden.

24. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die feinstzerkleinerten Holzfasern und/oder Holzspäne vorzugsweise in einer Faserlänge von bis zu 20 mm und einem Durchmesser von bis zu 3 mm hinzugegeben werden.

25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verfahrensschritt "j) Beschneiden der Segmente zu Bauelementen" sich weitere Verfahrensschritte

1. Kantenprofilierung der Elemente und/oder
2. Schleifen der Oberfläche und/oder
3. Oberflächenbeschichtung

anschließen.

26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeich net, daß nach dem Verfahrensschritt "c) Feinwalzen . . ." das erhaltene Zwischenpro dukt getrocknet wird und zu Putzen, Klebern, Spachteln, Estrichen und Formen für Relief und Hohlkörper verarbeitet wird.

27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeich net, daß Reststoffe aus der Verfahrensdurchführung und Baustoffanwendung im ge mahlenen Zustand dem Ausgangsstoff am Anfang der Technologie wieder zugeführt werden oder zu einem neuen Baustoff, vorzugsweise zur Herstellung von Spachtel und/oder Kleber und/oder Formen für Relief und Hohlkörper, verarbeitet werden.

28. Bauelemente mit Anteilen von mineralischen Feinstbestandteilen, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 15 bis 27 aus dem Baustoff wie in den vorangegan genen Ansprüchen 1 bis 14 charakterisiert, dadurch gekennzeichnet, daß diese von plattenförmiger, kubischer, zylindrischer, leisten-, winkel- und panelförmiger Gestalt sind.

29. Bauelemente nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hohlräume, vor zugsweise Luftkanäle, aufweisen.

30. Bauelemente nach Anspruch 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen von plattenförmigen, kubischen, zylindrischen, leisten-, winkel- und panelförmigen Elementen und die Oberflächen von Hohlräumen, vorzugsweise Luftkanälen, Profile aufweisen.

31. Baustoffe und Bauelemente sowie Verfahren zu ihrer Herstellung nach den Ansprüchen 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die mörtelschädlichen, aufschlämmbaren Fein silikatstrukturen, in Baustoffen und Bauelementen als Hauptbestandteil enthalten, nicht kontaminiert sind.

32. Baustoffe nach Anspruch 1 bis 14 und Bauelemente nach den Ansprüchen 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß sie unproblematisch entsorgt und für die gleichen Ein satzzwecke wieder aufbereitbar sind.