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Baustoff
Die Erfindung bezieht sich auf Baustoffe, z. B. auf der Grundlage von Beton, mit einem gleichmässig verteilten Zuschlagstoff aus hohlem, nicht brüchigem Kunststoff, so dass diese Baustoffe leicht von Ge- wicht sind.
Bisher sind leichte Baustoffe, z. B. auf der Grundlage von Beton mit leichten Zusätzen, hergestellt worden, welche zwar wirksam das Gewicht des Betons verringern, aber den Nachteil besassen, seine Festig- keit ebenfalls zu verringern und mitunter auch die Absorption ohne eine entsprechende Gewichtsver- ringerung vergrössern.
Solche Zusätze bestanden beispielsweise aus allseits geschlossenen Hohlkörpern aus Ton, Lehm oder sonstigen keramischen Stoffen, die nach dem Brennprozess eine gewisse Porosität aufweisen. Diese Zusatz- stoffe sind jedoch kostspieliger als die feinen und groben Aggregate wie Sand und Kies, welche üblicher- weise bei der Herstellung von Beton benutzt werden, und müssen, obwohl leichter im Gewicht, gewöhn- lich vorbehandelt und von einer entfernten Stelle befördert werden, was den wirtschaftlichen Vorteil der
Gewichtsverringerung des Betons zunichte machen kann.
Man hat auch schon vorgeschlagen, bei Verwendung von Hohlkörpern als Zuschlagstoff, diese nur an den Berührungsstellen aneinander zu binden, was zwar einen sehr leichten Baustoff ergibt, dessen Festig- keit aber gegenüber einem üblicherweise hergestellten stark vermindert ist. Mitunter ist auch die Ge- wichtsverringerung durch Schäumen des Materials, um es porös zu machen, bewirkt worden.
Ziel der Erfindung ist es, einen leichten Baustoff z. B. auf der Grundlage von Beton zu schaffen, der viele der erwähnten Nachteile und insbesondere solche von mit leichten Zusätzen hergestelltem leichtem Beton überwindet.
Weiters soll ein Baustoff durch Zusatz von solchen leichten Stoffen leichter gemacht werden, welche die Druckfestigkeit nicht verringern oder die Absorption vergrössern, beides Eigenschaften, welche ausser Beziehung zur Gewichtsabnahme stehen.
Die Zusätze müssen ausserdem das Umwälzen und Mischen bei der Herstellung des Baustoffes vertragen können, ohne dabei zu zerbrechen oder zu zerfallen.
Ein anderes Ziel ist, einen Baustoff z. B. aus Beton zu schaffen, welcher durch Zusatz von Stoffen leicht gemacht ist, welche, obwohl von leichtem Gewicht, im wesentlichen gleichförmig durch das Betongemisch dispergiert werden können, das zahlreiche schwere Stoffe enthält, ohne dass sich die leichten von den schweren Stoffen während des Vermischens trennen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist, einen Baustoff z. B. aus Beton zu schaffen, welcher durch Zusatz von leichten Stoffen leicht gemacht ist, welche in einem unausgedehnten Zustand hergestellt und erzeugt, aber am Verwendungsplatz leicht ausgedehnt werden können, wodurch Transportkosten gespart werden.
Zu diesen Zwecken besteht der Zuschlagstoff erfindungsgemäss aus zellförmigem, federndem und nicht härtbarem Polystyrol. Die Polystyrolteilchen verdrängen, obwohl wesentlich leichter im Gewicht, schwere Bestandteile des Baustoffes, z. B. Beton, und verringern daher dessen Gewicht, ohne jedoch die Festigkeit zu beeinträchtigen.
Insbesondere ergibt sich ein besonders leichter und doch fester Baustoff, wenn die Polystyrolteilchen ein Volumen von etwa 12 % des Baustoffes ausmachen. Der Teilchendurchmesser kann dabei vorzugs- weise l, 5-3 mm betragen.
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Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden sich noch aus der nachfolgenden Beschreibung mit den Zeichnungen ergeben, welche darstellen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Betonblocks, hergestellt aus einem Baustoff nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht im Aufriss im vergrösserten Massstab von einer Ecke des Blocks nach Fig. l, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 von Fig. 2, Fig. 4 einen perspektivischenQuerschnitt durch eineausführungsforin eines leichtenzusatz-oderfüllstoffteilchens.
Es wurde gefunden, dass nichtbrüchige. federnde Teilchen, welche in der Tat die schwereren Bestandteile verdrängen und daher das Gewicht des Betons verringern, wenn zu einer Betonmischung zugesetzt, einen sehr zufriedenstellenden leichten Beton ergeben. Als zufriedenstellendste Stoffe wurden Polystyrolteilchen gefunden, welche in einer solchen Weise erhitzt wurden, dass sie sich ausdehnen, um ein Teilchen von einer schwammigen, zellförmigen, federnden Struktur zu ergeben (Fig. 4). Wenn diese Teilchen oder Kügelchen zu trockenen oder nassenBetongemischen zugesetzt und dann damit gemischt oderumgewälzt werden, trennen sich überraschenderweise diese Teilchen trotz ihres viel leichteren Gewichts nicht von den Gemischen und werden tatsächlich im wesentlichen gleichförmig durch die Mischung verteilt.
Ferner wurde gefunden, dass diese Polystyrolteilchen dem Umwälzen und Mischen widerstehen können und während dieser Verfahren nicht zerbrechen oder zerfallen. Wegen ihrer Nichtbrüchigkeit und Elastizität verdrängen diese Teilchen tatsächlich feine und grobe Bestandteile wie Sand und Kies in der Mischung und verringern erheblich deren Gewicht.
Die Erfindung besteht demgemäss in einem Baustoff, welcher nichtbrüchige, zellförmige federnde Polystyrolteilchen, im wesentlichen gleichförmig darin verteilt, enthält.
Die Polystyrolteilchen l, gezeigt im Querschnitt in Fig. 4, bestehen aus zellförmigem polymerisiertem Styrol, welches durch Erwärmen ausgedehnt wurde. Durch diese Ausdehnung wird die zellförmige federnde Struktur 2 mit dem Ergebnis ausgebildet, dass 28, 3 1 (1 Kubikfuss) dieser Teilchen etwa 0,25-1 kg
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In den Fig. 1-3 ist ein Betonblok gezeigt, welcher die Polystyrolteilchen 1 im wesentlichen gleichförmig darin enthält. Diese Teilchen 1 und Kies 4 werden im wesentlichen gleichförmig in einer Masse 5 aus Sand und Zement verteilt, wenn der Block gebildet wird. Es ist ersichtlich, dass die Polystyrolteilchen 1 in der Tat die Leerräume verdrängen oder ausfüllen, welche sonst von den üblichen Aggregaten wie Sand, Zement oder Kies eingenommen wurden, und dass sie wegen ihres sehr leichten Gewichtes erheblich das Gewicht des Blocks 3 verringern.
Durch Zusatz dieser Polystyrolteilchen kann man gewöhnliche Betonblöcke erzeugen, wie den Dreizellblock von Fig. 1, welche den Materialbedingungen entsprechen und etwa 15, 6 kg im Vergleich zu etwa 18 kg eines gleichen Blocks, hergestellt aus derselben Mischung jedoch ohne Harzteilchen, wiegen.
Der dargestellte Betonblock ist im Handel als 8 Zoll Modular-Wandblock bekannt und hatAbmessungen von etwa 39, 5 cm x 19 x 19 cm.
Dieses Ergebnis kann durch Zusatz von etwa 12 Voll -0/0 der ausgedehnten Polystyrolteilchen zu der trockenen Mischung und Bilden des Blocks aus der sich ergebenden Mischung erzielt werden.
Durch Zufügen von weniger Polystyrolmaterial können kleinere Gewichtsverringerungen erhalten werden und beim Vergrössern der Menge an Polystyrolteilchen würden grössere Gewichtsverringerungen herbeigeführt werden, jedoch begleitet von einer gewissen Verringerung in der Festigkeit.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Polystyrolteilchen verhältnismässig klein.
Ihr Durchmesser liegt etwa zwischen 1, 5-3 mm.
Ferner wurde gefunden, dass durch Verwendung dieser Polystyrolteilchen im wesentlichen gleichförmig in einer nassen Betonmischung dispergiert zum Unterschied von einer trockenen Betonmischung, wie sie im allgemeinen bei der Herstellung von Betonblöcken und-steinen verwendet wird, das Gewicht des fertigen Betons von etwa 70 kg bis zu etwa 55 kg pro 28, 3 1 verringert werden kann, während immer noch die Materialbedingungen erfüllt und erhalten werden, welche an die gleiche Mischung ohne die Teilchen gestellt werden.
Ob diese Polystyrolteilchen mit Bestandteilen des Betons oder mit trockenen oder nassen Betonmischungen vermischt werden, stets wurde gefunden, dass sie leicht in gleichförmiger Weise durch das Gemisch dispergiert werden können und in dieser Dispersion während des Umwälzens und Mischens verbleiben (Fig. 2 und 3). Es wurde auch gefunden, dass, obwohl diese Teilchen ausserordentlich leicht von Gewicht sind, sie nichtsdestoweniger nichtbrüchig und federnd sind, so dass sie während des Umwälzen und Mischens nicht zerbrechen oder zerfallen und so in ihrem ausgedehnten Zustand vorhanden sind unter Verdrängung viel schwererer Aggregate, wenn der Beton härtet und gebrauchsfertig ist.
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Das Polystyrol kann in nicht ausgedehnter Form hergestellt und befördert werden. Es wird dann durch Erwärmen durch jede beliebige geeignete Behandlung am Verwendungsplatz ausgedehnt, wodurch die Kosten des Beförderns und Hantierens grosser Volumen an Material erspart werden.
Bei der Beschreibung der Erfindung und insbesondere bei dem zur Erläuterung gegebenen Beispiel wurde auf Betonmischungen aus Sand- und Kiesbestandteilen Bezug genommen. Selbstverständlich kann die Erfindung auch in Verbindung mit andern Bestandteilen und vielfach dabei mit leichten Bestandteilen, wie sie gewöhnlich verwendet werden, gebraucht werden.
Bei der Beschreibung der Erfindung und ihrer Erläuterung in bezug auf Beton soll die Erfindung auch nicht auf Beton aus Portlandzement und geeigneten Bestandteilen zusammen mit den federnden, zellförmigen nichtbrüchigen Teilchen beschränkt werden. Unter "Zement" ist nicht nur Portlandzement zu verstehen und darunter sind alle andern geeigneten zementartigen Stoffe für die Herstellung von Baustoffen, z. B. auch Calciumsulfat, zu verstehen, welches bei der Herstellung von Baublöcken od. dgl. benutzt wird.
Die Erfindung erweist sich als vorteilhaft in diesem Zusammenhang insbesondere bei der Herstellung von Gipsblöcken für Bauzwecke, beispielsweise zur Bildung von Trennwänden od. dgl., wo letcntes Gewicht ein wesentliches Erfordernis des Produktes ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Baustoff mit einem gleichmässig verteilten Zuschlagstoff aus hohlem, nicha brüchigen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff aus zellförmigem, federndem und nicht härtbarem Polystyrol besteht.