DE3015245A1

DE3015245A1 - Verfahren zur herstellung von form- und/oder bauteilen aus leichtbeton sowie daraus hergestellte form- und/oder bauteile, insbesondere zur verwendung als isolierungs- und/oder brandschutzelemente

Info

Publication number: DE3015245A1
Application number: DE19803015245
Authority: DE
Inventors: Hannes 8900 Augsburg Mittendrein
Original assignee: Pfister 8900 Augsburg GmbH; Pfister GmbH
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1980-04-21
Publication date: 1981-10-22
Also published as: HU188042B

Description

Verfahren zur Herstellung von Form- und/oder Bauteilen aus
Leichtbeton sowie daraus hergestellte Form- und/oder Bauteile, insbesondere zur Verwendung als Isolierungs- und/oder Brandschutzelemente Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Form- und/oder Bauteilen aus Leichtbeton sowie daraus hergestellte Form- und/oder Bauteile, insbesondere zur Verwendung als Isolierungs- und/oder Brandschutzelemente.
Die Herstellung von Form- und/oder Bauteilen beispielsweise zur Isolierung von Baukörpern ist grundsätzlich bekannt.
Solche Bauteile werden üblicherweise aus verschiedenen Sorten von Leicht-Betonen hergestellt.
Der Gattung von Leichtbetonen gehört unter anderem Gasbeton an. Dieser wird beispielsweise aus Kalkhydrat, Zement, SiO2 und/oder Asche/Schlacke sowie Al 0 und dergleichen herge-23 stellt, im Autoklaven mit Dampf bei erhöhten Drücken und Temperaturen gehärtet und anschließend in einer Langzeithärtung vorzugsweise im Freien auf Endfestigkeit gebracht.
Das Raumgewicht von Bauelementen aus Gasbeton beträgt ca.
500 bis 1.200 kg/m3.
Es ist weiter sogenannter Schaumbeton bekannt, welcher im wesentlichen unter Verwendung von Zementschlämme und Schaumbildnern hergestellt wird. Zuschlagstoffe sind in Schaumbeton üblicherweise nicht enthalten. Dieser weist ein relativ großes Porenvolumen von beispielsweise 40 % auf, seine Festigkeit beträgt ca. 3 bis 4 N/mm2, das Raumgewicht bewegt sich in einer Größenordnung um 1000 kg/m3.
Gasbeton und Schaumbeton haben annähernd gleiches Raumgewicht, wobei der Gasbeton eine um 10 % bis gegebenenfalls 20 % höhere Festigkeit aufweist als Schaumbeton, wogegen Schaumbeton höhere Wärmeleitzahlen und ein größeres Wasseraufnahmevermögen aufweist.
Beim Erhärten der Leichtbetone treten häufig Schwindungen mit der Folge von Schwindrissen auf, die die Festigkeit zum Teil erheblich beeinträchtigen.
Die Schwindung, insbesondere die sogenannte Langzeitschwindung, ist bei Schaumbeton um etwa einen Faktor 2 größer als bei Gasbeton. Je mehr Füllstoffe ein Leichtbeton aufweist, desto geringer ist die Bildung von Schwindrissen.
Es ist ferner eine der Gattung der Leichtbetone hinzurechnender Baustoff bekannt, der unter Verwendung von geschäumten oder geblähten Granalien oder Granalienbruch zum Beispiel auf der Basis von Blähton oder unter Verwendung von naturgeblähten Zuschlagstoffen wie Bims- und Vulkangestein in einem Bindemittelskelett aus Zementmörtel hergestellt wird. Dieser sogenannte "Leichtbeton" hat jedoch noch ein relativ hohes Raumgewicht und überdies eine im Verhältnis zum Raumgewicht relativ hohe Wärmeleitzahl.
Es ist ferner ein sogenannter Hartschaum-Leichtbeton bekannt, der ebenfalls als Baustoff Verwendung findet und aus granulierten Leichtfüllstoffen, zum Beispiel Blähsilikaten auf der Basis von Glas, Perlite, oder Schiefer oder dergleichen unter Verwendung von schäumbaren organischen Harzen als Bindemitteln hergestellt wird. Der Schaumstoff, beispielsweise auf der Basis von ungesättigten Polyesterharzen, wird mit einem speziellen Treibmittel hergestellt und beispielsweise durch Zugabe von organischen Peroxiden gehärtet. Durch das Vermischen von Zusätzen mit dem schäumbaren Harz entsteht zunächst durch Abspaltung von Kohlendioxid ein Schaum, der anschließend geliert und härtet.
Die Gattung der bekannten Leichtbetone umfaßt demnach eine größere Gruppe von unterschiedlichen Produkten, die je nach vorgegebenen Anforderungen nur spezielle Eigenschaften aufweisen, wobei oftmals Kompromisse zwischen einander widersprechenden Forderungen, beispielsweise bezüglich Raumgewicht, Festigkeit, Schwindriss-Anfälligkeit, Wasseraufnahmevermögen, Wärmeleitzahl, brandschutztechnischer Qualität, Preis und Verarbeitbarkeit gefunden werden mußten.
Grundsätzlich eignen sich Leichtbetone zur Herstellung von Baukörpern oder Bauelementen, wobei å jedoch an Form- und/oder Bauteile insbesondere zur Verwendung als Isolier- und Brandschutzelemente besonders hohe Qualitäts-Anforderungen und insbesondere eine optimale Kompromissformel bezüglich Raumgewicht, Festigkeit, Rissfreiheit, Wärmedämmung, Feuerfestigkeit, günstigen Preis und Verarbeitungsqualität gestellt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, möglichst viele dieser sich zumindest teilweise widersprechenden Eigenschaften zu optimieren und insbesondere ein Herstellungsverfahren für ein extrem leichtes, dabei formstabiles Produkt zur Verfügung zu stellen, welches unter Vermeidung organischer Bindemittel, insbesondere zur Erzielung einer hohen Feuersicherheit infolge Unbrennbarkeit und maximaler Wärmedämmung ein Minimum an Raumgewicht mit einem Maximum an Festigkeit und Isolationsqualität verbindet. Mit dem neuen Herstellungsverfahren soll die Entstehung von Schwindrissen möglichst weitgehend unterdrückt werden, und darüber hinaus soll ein solcher Herstellungsprozeß im Rahmen tragbarer, möglichst geringer Herstellungskosten bei sparsamem Umgang mit der benötigten Energie ermöglicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch das erfindungsgemäße Verfahren mit folgenden Schritten: a) mineralische Zuschlagstoffe, bestehend aus anorganischen geschäumten oder geblähten Leicht-Füllstoffen, werden mit einer anorganischen, schäumbaren Bindemittel-Schlämme zu einem flüssigen Leicht-Frischbeton homogen gemischt, b) der Leicht-Frischbeton wird in einer Form ausgeschäumt und über einen Zeitraum bis zum Erreichen der zum Entformen notwendigen Grünfestigkeit in der Form abbinden und erhärten gelassen, und danach entformt, c) das grüne Formteil wird durch Erwärmung von innen heraus bis zu einem vorgegebenen Festigkeits- und/oder Feuchtigkeitsendwert ausgehärtet und mindestens teilweise getrocknet.
flit dem Verfahren nach der Erfindung gelingt in vorteilhafter Weise die Herstellung von extrem leichten Form- und/oder Bauteilen mit relativ hoher Festigkeit, Wärmedämmung und Resistenz gegen Hitze- und Brandeinwirkung unter weitgehender Vermeidung nachteiliger Schwindrisse.
Dies wird mit Vorteil dadurch begünstigt, daß in Ausgestaltung des Verfahrens die Erwärmung von innen heraus im Hochfrequenzfeld vorgenommen wird.
In zweckmäßiger Ausgestaltung des Verfahrens ist weiter vorgesehen, daß das grüne Formteil vor der Erwärmung von innen heraus einer Zwischenhärtung durch Erwärmen und gegebenenfalls Trocknen von außen her bis zum Erreichen einer vorgegebenen Festigkeitszwischenstufe unterzogen wird.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die bei der Erwärmung im Hochfrequenzfeld aufzubringende Energie auf ein Minimum reduziert.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß als Festigkeitszwischenstufe die sogenannte 7-Tage-Festigkeit vorgegeben wird. Dies ist deshalb zweckmäßig und vorteilhaft, weil die Entstehung von Schwindrissen bis zum Erreichen dieser Festigkeitszwischenstufe vernachlässigbar klein ist.
Dabei ist vorgesehen, daß die Zwischenhärtung mittels Frischluft- und/oder Dampfhärtung durchgeführt wird, was ebenfalls der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zugute kommt.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Feuchtigkeit des Formteiles während des Herstellungsprozesses durch dessen Gewicht kontrolliert wird.
Hierdurch ist in vorteilhafter Weise mit Hilfe einer zerstörungsfreien Prüfung die Möglichkeit gegeben, den inneren Wassergehalt, insbesondere von größeren und kompakten Bauteilen, in einfacher Weise zu ermitteln.
Weiter ist vorgesehen, daß die geschäumten oder geblähten Leicht-Füllstoffe Mineralkomponenten auf der Grundlage von Schiefer, Ton, Perlite, Schlacken und dergleichen enthalten.
Dies hat den Vorteil, daß die Nineralkomponenten nach an sich bekannten thermischen Bläh-Verfahren aus relativ preisgünstigen Grundkomponenten hergestellt werden können.
Das Verfahren sieht weiter vor, daß die Bindemittelschlämme Komponenten auf der Grundlage von durch Zusatz von Schaummitteln unter Schaumbildung abbindenden hydraulischen Bindemitteln und dergleichen enthält.
Diese Maßnahme hat ebenfalls den Vorteil, daß die Bindemittelschlämme verhältnismäßig preisgünstig und aus an sich bekannten Komponenten zur Verfügung gestellt werden kann.
Dabei ist es von Vorteil, daß man in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung die Bindemittelschlämme bei Raumtemperatur ausschäumen und dabei zum Bindemittelskelett abbinden und mindestens teilweise, zumindest bis zur Grünfestigkeit, erhärten läßt.
Hierdurch wird ebenfalls der Anteil der für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren aufzuwendenden Energie soweit als möglich reduziert und dadurch die Verfahrensökonomie optimiert.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Form-und/oder Bauteil, insbesondere zur Verwendung als Isolierungs-und/oder Brandschutzelement ist dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus Leicht-Beton hergestellt ist, der als Zuschlagstoffe anorganische, geschäumte oder geblähte Leicht-Füllstoffe in einem anorganischen Leicht-Bindemittelskelett auf der Grundlage von Schaum- oder Gasbeton und dergleichen enthält.
Ein solches, nach der Erfindung hergestelltes Form- und/oder Bauteil aus Leichtbeton vereinigt optimale Eigenschaften durch extrem leichtes Gewicht sowie im Verhältnis zum Gewicht maximale Festigkeit und hohe Brandschutzqualität infolge Unbrennbarkeit und maximales Wärmedämmungsvermögen, wobei diese Eigenschaften dadurch begünstigt werden, daß das Bauteil weitgehend frei von Schwindrissen ist und ein minimales Feuchtigkeitsaufnahmevermögen aufweist.
Dabei ist in zweckmäßiger Weise vorgesehen, daß die Leicht-Füllstoffe Mineralkomponenten wie Schiefer, Ton, Perlite, Schlacken und dergleichen enthalten.
Ein Form- und/oder Bauteil nach der Erfindung weist beispielsweise eine Trockenrohdichte im Bereich zwischen 800 und 400 kg/m3, und vorzugsweise unter 500 kg/m3 auf.
Eine weitere Qualitätssteigerung des Form- oder Bauteiles ergibt sich gegebenenfalls dadurch, daß dieses Faserstoffe, vorzugsweise anorganische Faserstoffe wie Asbest, Glasfasern, Steinwolle und dergleichen enthält.
Der Vorteil einer Beimischung solcher Faserstoffe liegt darin, daß diese gegebenenfalls eine erhebliche Steigerung der Festigkeit herbeiführen, ohne das Raumgewicht in unerwünschter Weise zu erhöhen.
Weiter ist vorgesehen, daß das Form- und/oder Bauteil Leicht-Füllstoffe enthält, welche im Schüttgewichtsbereich zwischen 250 und 350, vorzugsweise zwischen 130 und 250 kg/m3 liegen.
Und schließlich ist vorgesehen, daß der Raumanteil der Leichtfüllstoffe im ausgeschäumten Bauteil mindestens 50 % beträgt.
Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, sofern diese im Ermessen des Fachmannes liegen oder sich in naheliegender Weise aus handwerklichen Erfahrungen ergeben, fallen ebenfalls unter die Erfindung, sofern diese einem der geltenden Patentansprüche genügen.

Claims

Patentansprüche (Ij Verfahren zur Herstellung von Form- und/oder Bauteilen aus Leichtbeton, g e k e n n z e i c h ii e t d u r c h folgende Schritte: a) mineralische Zuschlagstoffe, bestehend aus anorganischen geschäumten oder geblähten Leicht-Füllstoffen, werden mit einer anorganischen, schäumbaren Bindemittel-Schlämme zu einem flüssigen Leicht-Frischbeton homogen gemischt, b) der Leicht-Frischbeton wird in einer Form ausgeschäumt und über einen Zeitraum bis zum Erreichen der zum Entformen notwendigen Grünfestigkeit in der Form abbinden und erhärten gelassen und danach entformt, c) das grüne Formteil wird durch Erwärmung von innen heraus bis zu einem vorgegebenen Festigkeits- und/oder Feuchtigkeitsendwert ausgehärtet und mindestens teilweise getrocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung von innen heraus im Hochfrequenzfeld vorgenommen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das grüne Formteil vor der Erwärmung von innen heraus einer Zwischenhärtung durch Erwärmen und gegebenenfalls Trocknen von außen her bis zum Erreichen einer vorgegebenen Festigkeitszwischenstufe unterzogen wird.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß als Festigkeitszwischenstufe die sogenannte Sieben-Tage-Festigkeit vorgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhärtung mittels Frischluft- und/oder Dampfhärtung durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit des Formteiles während des Herstellungsprozesses durch dessen Gewicht kontrolliert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumten oder geblähten Leicht-Füllstoffe Mineralkomponenten auf der Grundlage von Schiefer, Ton, Perlite, Schlacken und dergleichen enthalten.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelschlämme Komponenten auf der Grundlage von durch Zusatz von Schaummitteln unter Schaumbildung abbindenden hydraulischen Bindemitteln und dergleichen enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bindemittelschlämme bei Raumtemperatur ausschäumen und dabei zum Bindemittel-Skelett abbinden und mindestens teilweise, zumindest bis zur Grünfestigkeit erhärten läßt.
10. Nach dem Verfahren entsprechend den Ansprüchen 1 bis 9 hergestelltes Form- und/oder Bauteil, insbesondere zur Verwendung als Isolierungs- und/oder Brandschutzelemement, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus Leicht-Beton hergestellt ist, der als Zuschlagstoffe anorganische, geschäumte oder geblähte Leicht-Füllstoffe in einem anorganischen Leicht-Bindemittelskelett auf der Grundlage von Schaum- oder Gasbeton und dergleichen enthält.
11. Form- und/oder Bauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leicht-Füllstoffe Mineralkomponenten wie Schiefer, Ton, Perlite, Schlacken und dergleichen enthalten.
12. Form- und/oder Bauteil nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenrohdichte des Leicht-3 betons im Bereich zwischen 800 und 400 kg/m3, vorzugsweise 3 unter 500 kg/m3 liegt.
13. Form- und/oder Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Faserstoffe, vorzugsweise anorganische Faserstoffe wie Asbest, Glasfasern, Steinwolle und dergleichen enthält.
14. Form- und/oder Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leicht-Füllstoffe im Schüttgewichtsbereich zwischen 250 und 350, vorzugsweise zwischen 130 und 250 kg/m3 liegen.
15. Form- und/oder Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumanteil der Leichtfüllstoffe im ausgeschäumten Bauteil mindestens 50 % beträgt.