CH637446A5

CH637446A5 - Process for erecting a spherical, insulated steel container having a bedding

Info

Publication number: CH637446A5
Application number: CH1106778A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Stoeri; Walter Averdiek
Original assignee: Sulzer Ag; Kloeckner Werke Ag
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1983-07-29
Also published as: DE2942449A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines kugelförmigen isolierten Stahlbehälters mit einer Bettung. Es ist bekannt, zylindrische Behälter für kaltzuhaltende Medien auf ebenen Böden aus Isolierbeton zu errichten, mit dem Ziel, den Abfluss der Kälte zu verringern, einerseits um Kälte einzusparen und andrerseits um das Bilden von Eislinsen unter dem Behälter zu vermeiden. The invention relates to a method for producing a spherical insulated steel container with a bed. It is known to build cylindrical containers for cold media on flat floors made of insulating concrete, with the aim of reducing the outflow of cold, on the one hand to save cold and on the other hand to avoid the formation of ice lenses under the container.

Solche zylindrische Behälter haben den Nachteil, dass sie sich nicht gut eignen zum Speichern von unter Druck zu haltenden Medien. Such cylindrical containers have the disadvantage that they are not well suited for storing media to be kept under pressure.

Weiter sind Kugeldruckbehälter bekannt, die bei minimalem Materialaufwand die Speicherung grosser Volumina bei erheblichem Druck erlauben. Es ist dabei auch bekannt, solche Kugeldruckgefässe auf einem Sandbett zu lagern, das bei ungleichen Setzungen des Bodens, bei Erdbeben und bei einer Verformung der Kugel, sei es infolge Druclcänderung des Mediums in der Kugel oder infolge einer Änderung des Gewichtes des in der Kugel enthaltenen Mediums, ein nachgiebiges Auflager bildet. In addition, ball pressure vessels are known which allow large volumes to be stored at considerable pressure with a minimal outlay on material. It is also known to store such spherical pressure vessels on a sand bed which, in the event of uneven subsidence of the ground, in the event of earthquakes and in the event of a deformation of the sphere, be it as a result of a change in the pressure of the medium in the sphere or as a result of a change in the weight of the sphere Medium, a compliant support forms.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Erstellen eines kugelförmigen isolierten Stahlbehälters mit einer Bettung zu schaffen, das die Vorteile der beiden genannten Stände der Technik aufweist ohne mit deren Nachteilen behaftet zu sein und vor allem ein einfaches, schnelles und sicheres Erstellen des Behälters und der Bettung erlaubt. It is an object of the invention to provide a method for producing a spherical insulated steel container with a bedding, which has the advantages of the two prior art mentioned without having its disadvantages and, above all, simple, quick and safe construction of the container and the bedding allowed.

Das Verfahren nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erfüllt diese Aufgäbe und weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass zur Erstellung des isolierten Stahlbehälters mit der Bettung ein Minimum an Hilfseinrichtungen benötigt wird. The method according to the characterizing part of claim 1 fulfills these tasks and also has the advantage that a minimum of auxiliary devices is required to create the insulated steel container with the bedding.

Die Massnahme nach dem zweiten Anspruch reduziert nicht nur den Kältestrom, sondern bringt den zusätzlichen Vorteil, dass die Bettung des Behälters wegen des geringen Elastizitätsmoduls des Isolierbetons nachgiebiger wird. The measure according to the second claim not only reduces the flow of cold, but also has the additional advantage that the bedding of the container becomes more flexible due to the low elastic modulus of the insulating concrete.

Das Einbringen einer zusätzlichen Isolierbetonschicht zwischen die Fundamentplatte und die Kältesenke nach Anspruch 3 bringt eine zusätzliche Erhöhung der Nachgiebigkeit der Bettung. The introduction of an additional insulating concrete layer between the foundation plate and the cold sink according to claim 3 brings an additional increase in the flexibility of the bedding.

Der begehbare Estrich nach Anspruch 4 stützt den gegen hohe Pressung empfindlichen Isolierbeton vor Beschädigung und verhindert, dass der Isolierbeton Meteorwasser aufnimmt. The walkable screed according to claim 4 supports the insulated concrete, which is sensitive to high pressure, from damage and prevents the insulated concrete from absorbing meteor water.

Durch das Einbringen einer Schnüffelleitung nach Anspruch 5, dessen Mündung vorzugsweise durch ein Sieb oder beispielsweise durch ein Sintermetallstück abgedeckt ist, kann gegebenenfalls der Sand entfeuchtet, entwässert oder enteist werden. Solche Operationen werden zweckmässig nach dem Warmfahren des Behälters durchgeführt. By introducing a sniffer line according to claim 5, the mouth of which is preferably covered by a sieve or, for example, by a piece of sintered metal, the sand can optionally be dehumidified, dewatered or de-iced. Such operations are expediently carried out after the container has been warmed up.

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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Durch die Verfahrensschritte nach Anspruch 6 kann auf einfache Weise das Schüttgut in zweckmässiger Schichtdicke eingebracht werden. Through the method steps according to claim 6, the bulk material can be introduced in a suitable layer thickness in a simple manner.

Die Verwendung von gewaschenem Sand als Schüttgut gemäss Anspruch 7 ist preislich vorteilhaft und überdies hat Sand den Vorteil, dass er chemisch stabil ist. The use of washed sand as bulk material is advantageous in terms of price and, moreover, sand has the advantage that it is chemically stable.

Die Verwendung von Schaumstoff-Beton, insbesonders von StyroporR-Beton, als Isolierbeton bringt besondere Vorteile bezüglich der Erhaltung der Isolierfähigkeit über lange Zeit, unabhängig von Feuchtigkeitseinflüssen. Zweckmässig bildet der vom Beton eingeschlossene Schaumstoff Kügelchen von etwa 2 mm Durchmesser. Die mittlere Dichte des fertigen Isolierbetons liegt vorzugsweise in den Grenzen von 300... 1000 kg/m3. The use of foam concrete, especially StyroporR concrete, as insulating concrete brings particular advantages with regard to maintaining the ability to insulate over a long period, regardless of the effects of moisture. The foam enclosed by the concrete expediently forms spheres of approximately 2 mm in diameter. The average density of the finished insulating concrete is preferably in the range of 300 ... 1000 kg / m3.

Die Erfindung wird nun an einer Folge von Zeichnungen, durch welche das erfindungsgemässe Erstellen eines isolierten Stahlbehälters schematisch und beispielsweise wiedergegeben wird, näher erläutert. Die Figuren zeigen den Arbeitsplatz im Vertikalschnitt, und zwar: The invention will now be explained in more detail with the aid of a sequence of drawings, by means of which the creation of an insulated steel container according to the invention is shown schematically and for example. The figures show the workplace in vertical section, namely:

Fig. 1 nach dem Verfahrensschritt b) und dem Einbringen einer Isolierbetonschicht, 1 after process step b) and the introduction of an insulating concrete layer,

Fig. 2 nach dem Verfahrensschritt f), 2 after method step f),

Fig. 3 nach dem Verfahrensschritt g), 3 after process step g),

Fig. 4 nach dem Verfahrensschritt k), 4 after method step k),

Fig. 5 nach dem Verfahrensschritt 1), 5 after method step 1),

Fig. 6 nach dem Verfahrensschritt m), nach Anheben des Stahlbehälters und Einfüllen von Sand in den Spalt zwischen der Schutzschicht des Behälters und der Isolierbetonunterlage und Fig. 6 after step m), after lifting the steel container and pouring sand into the gap between the protective layer of the container and the insulating concrete base and

Fig. 7 nach dem Verfahrensschritt n). Fig. 7 after step n).

In Fig. 1 ist eine Fundamentplatte 1 ersichtlich, die in einer Grube, leicht vertieft, angeordnet ist. Die Fundamentplatte 1 besteht vorzugsweise aus armiertem Beton hoher Festigkeit. Die Tragfähigkeit des Grundes, auf dem die Platte 1 ruht, ist je nach den lokalen Verhältnissen verbessert, sei es durch Verdichtung, durch Einbringen von Kies oder beispielsweise durch Pfählung. In Fig. 1, a foundation plate 1 can be seen, which is arranged in a pit, slightly recessed. The foundation plate 1 is preferably made of reinforced concrete of high strength. The load-bearing capacity of the ground on which the plate 1 rests is improved depending on the local conditions, be it through compaction, through the introduction of gravel or, for example, through piling.

Auf der Fundamentplatte 1 ist ein armierter Betonring 2 als Umfassungsring aufgeführt, der vorzugsweise lose auf der Fundamentplatte 1 ruht. In diesem Betonring 2 sind in einer Horizontalebene vierundzwanzig zylindrische Aussparungen 4 und eine einzige, höher liegende, ebenfalls zylindrische Aussparung 5 angeordnet. On the foundation plate 1, a reinforced concrete ring 2 is listed as a surrounding ring, which preferably rests loosely on the foundation plate 1. In this concrete ring 2, twenty-four cylindrical recesses 4 and a single, higher lying, likewise cylindrical recess 5 are arranged in a horizontal plane.

In der so gebildeten Schüssel ist eine Schicht 7 aus Isolierbeton aufgeführt. Diese Isolierschicht kann aus mehreren Lagen bestehen, die jeweils nach dem Abbinden der vorhergehenden Lage eingebracht werden. Der Isolierbeton besteht aus einem Zementgemisch, das Styropor-Kügelchen enthält. Im Fertigzustand beträgt seine mittlere Dichte 600 kg/m3. In the bowl thus formed, a layer 7 of insulating concrete is listed. This insulating layer can consist of several layers, each of which is introduced after the previous layer has set. The insulating concrete consists of a cement mixture that contains polystyrene balls. When finished, its average density is 600 kg / m3.

In Fig. 2 sind durch je zwei, jeweils auf derselben Achse liegende, zylindrische Aussparungen 4 des Betonrings 2 Rohre 8 durchgeschoben. Diese Rohre 8 liegen mit ihren innerhalb des Ringes 2 liegenden Abschnitten auf der Schicht 7 auf und sind an der äusseren zylindrischen Fläche des Ringes 2 mit dieser bündig abgeschnitten. Hernach sind die Rohre 8 in mindestens eine Isolierbetonschicht 9 eingegossen. Die Oberfläche der Isolierbetonschicht 9 ist in einem mittleren Bereich glattgestrichen. Gegebenenfalls ist zum Erzielen einer planen Fläche zusätzlich ein spezieller Mörtel verwendet worden. 2, tubes 8 are pushed through two cylindrical recesses 4 of the concrete ring, each lying on the same axis. These tubes 8 lie with their sections lying within the ring 2 on the layer 7 and are cut off flush with the outer cylindrical surface of the ring 2. The pipes 8 are then poured into at least one insulating concrete layer 9. The surface of the insulating concrete layer 9 is smoothed in a central area. If necessary, a special mortar has been used to achieve a flat surface.

Ausserhalb der Fundamentplatte 1 ruht auf zwei Balken 12 die Fusskalotte 14 aus Stahlblech des Behälters, und zwar in konvexer Lage, d.h. mit der bereits besäumten Kante nach unten. Die Fusskalotte 14 ist vorzugsweise schon in diesem Stadium mit einer Schutzschicht 15 gegen Korrosion und Abrieb geschützt. Auf dieser geschützten Fusskalotte ist, auf deren Zentrum ausgerichtet, eine zylindrische Schalung 17 Outside the foundation plate 1, the foot cap 14 made of sheet steel of the container rests on two beams 12, in a convex position, i.e. with the edge already trimmed down. The foot cap 14 is preferably already protected at this stage with a protective layer 15 against corrosion and abrasion. A cylindrical formwork 17 is located on this protected foot cap, aligned with its center

angeordnet. Die Schalung weist einen kreisförmigen Ausschnitt 18 auf, durch den der eine, längere Schenkel eines winkelförmig gebogenen Rohrabschnitts 19 einer Schnüffelleitung so verlegt ist, dass das offene Ende 20 seines kurzen s Schenkels der Fusskalotte 14 in deren Zentrum dicht anliegt. In die so vorbereitete und gut fixierte Schalung 17 ist zur Bildung einer Lagerpfanne 23 ein Isolierbetongemisch 22 eingegossen worden. Der Giessprozess fand gegebenenfalls in mehreren Etappen statt, wobei jeweils das Abbinden der darlo unterliegenden Schicht abgewartet wurde. arranged. The formwork has a circular cutout 18 through which the one, longer leg of an angularly bent tube section 19 of a sniffer line is laid such that the open end 20 of its short leg of the foot cap 14 lies tightly against the center thereof. An insulating concrete mixture 22 has been poured into the formwork 17 prepared and well fixed in this way to form a bearing pan 23. The casting process optionally took place in several stages, whereby the setting of the underlying layer was waited for.

Fig. 3 zeigt den Arbeitsplatz, nachdem die in der Schalung 17 erstellte Lagerpfanne 23 mitsamt der Schalung 17 gewendet und konzentrisch auf die Isolierbetonschicht 9 versetzt worden ist, nach dem Entfernen der Schalung 17. Dieses ls Versetzen geschieht gegebenenfalls nach dem Aufstreichen einer dünnen, leichtflüssigen Mörtelschicht auf der Isolierbetonschicht 9. Fig. 3 shows the workplace, after the bearing pan 23 created in the formwork 17, together with the formwork 17, has been turned and concentrically placed on the insulating concrete layer 9, after the formwork 17 has been removed. This is done if necessary after painting a thin, light liquid Mortar layer on the insulating concrete layer 9.

Fig. 4 zeigt den Arbeitsplatz, nachdem im Ringraum zwischen der Lagerpfanne 23 und dem Ring 2 eine weitere 20 Schicht 25 Isolierbeton eingebracht ist, die Gefälle nach aussen aufweist. Auf dieser Isolierbetonschicht 25 befindet sich eine Estrichschicht 26, welche höhere Festigkeit aufweist als die Isolierbetonschicht 25 und diese beim weiteren Arbeiten vor mechanischen und Feuchtigkeitseinflüssen 25 schützt. Fig. 4 shows the workplace, after another 20 layer 25 of insulating concrete is introduced in the annular space between the bearing pan 23 and the ring 2, which has a slope to the outside. On this insulating concrete layer 25 there is a screed layer 26 which has higher strength than the insulating concrete layer 25 and protects it from mechanical and moisture influences 25 during further work.

Der Betonring 2 kann radiale Bohrungen 28 aufweisen, die innen oberkant Estrichschicht 26 münden, so dass etwa anfallendes Regenwasser durch diese Bohrung 28 ablaufen kann. In der Mulde der Lagerpfanne 23 ruht die Fusskalotte 30 14. An ihrem Rand ist eine Reihe von Blechen 30 sphärischviereckiger Gestalt angeschweisst, die untereinander ver-schweisst sind. Nach dem Prüfen und Verputzen der Schweissnähte und geeignetem Reinigen der Oberfläche ist sodann die Schutzschicht 15 bis zur Kreislinie 31 hochge-35 zogen worden. Zum Anschweissen wurden die Bleche 30 gestützt, unter anderem durch hydraulisch verlängerbare Hebemittel 33, die auf dem Umfassungsring 2 aufruhen. The concrete ring 2 can have radial bores 28 which open on the inside at the top edge of the screed layer 26, so that any rainwater which may occur can run off through this bore 28. The foot cap 30 14 rests in the depression of the bearing pan 23. A row of sheets 30 of spherical, quadrangular shape, which are welded to one another, are welded to their edge. After checking and plastering the weld seams and appropriately cleaning the surface, the protective layer 15 was then pulled up to the circular line 31. For welding, the sheets 30 were supported, inter alia by hydraulically extendable lifting means 33, which rest on the surrounding ring 2.

Fig. 5 zeigt den Arbeitsplatz nachdem im Ringraum zwischen Ring 2 und Lagerpfanne 23 drei weitere Schichten 35 40 von Isolierbeton eingebracht worden sind. 5 shows the workplace after three further layers 35 40 of insulating concrete have been introduced in the annular space between ring 2 and bearing socket 23.

In Fig. 6 ist der Behälter praktisch fertig zusammenge-schweisst. Nach den SchWeissoperationen wurden die Hebemittel 33 betätigt, so dass der Behälter um das Mass H von der Pfanne 23 abgehoben wurde. In diesem Zustand nun 45 wurde in den Spalt zwischen der Pfanne und den daran anschliessenden Isolierbetonschichten 35 einerseits und der Schutzschicht 15 andrerseits gewaschener Quarzsand 38 eingebracht und gut untergestampft. 6, the container is welded together practically completely. After the welding operations, the lifting means 33 were actuated, so that the container was lifted from the pan 23 by the dimension H. In this state 45, washed quartz sand 38 was introduced into the gap between the pan and the adjoining insulating concrete layers 35 on the one hand and the protective layer 15 on the other hand, and stamped well.

Fig. 7 zeigt schliesslich den Behälter, nachdem die hydrau-50 lischen Hebemittel 33 abgesenkt und entfernt wurden. Anschliessend wurden die Isolierbetonschichten durch einen Blechkragen 40 abgedeckt und der Behälter mit einer Isolation 42 versehen. Fig. 7 finally shows the container after the hydraulic lifting means 33 have been lowered and removed. The insulating concrete layers were then covered by a sheet metal collar 40 and the container was provided with insulation 42.

Es kann zweckmässig sein, in den oberen der Isolierbeton-55 schichten 35 eine Bewehrung einzubringen, um ihre elastische Verformung in Grenzen zu halten. Ferner kann es zweckmässig sein, die oberen der Isolierbetonschichten durch eine Dampfsperre, vorzugsweise durch eine starke Kunststoffolie, von der Luftfeuchtigkeit abzuschliessen. 60 Diese Dampfsperre wird zweckmässig bis zur Schutzschicht 15 hochgezogen, so dass auch die Sandschicht vor dem Eindringen von Luftfeuchtigkeit geschützt ist. An der Stahlwand des Behälters kann ein Abtropfrand angebracht sein, der mit der Dampfsperre der Isolationsschicht verbunden sein kann. 65 Anstelle der eine Kältesenke bildenden, der Belüftung dienenden Rohre 8 kann auch eine Heizeinrichtung eingebaut werden, beispielsweise in der Art von elektrischen Widerstandsdrähten oder -netzwerken, wie sie z.B. für Viadukthei It may be expedient to insert a reinforcement in the upper of the insulating concrete 55 layers 35 in order to keep their elastic deformation within limits. Furthermore, it can be expedient to seal the upper layers of the insulating concrete from the atmospheric moisture by means of a vapor barrier, preferably by means of a strong plastic film. 60 This vapor barrier is expediently pulled up to the protective layer 15, so that the sand layer is also protected against the ingress of atmospheric moisture. A drip edge can be attached to the steel wall of the container, which can be connected to the vapor barrier of the insulation layer. Instead of the tubes 8, which form a cold sink and serve for ventilation, a heating device can also be installed, for example in the manner of electrical resistance wires or networks, such as those e.g. for viaduct

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4 4th

zungen verwendet werden. Zur Steuerung einer solchen Heizeinrichtung lassen sich im Styropor-Betonkörper der Bettung Temperaturfühler anbringen. Ziele einer solchen Steuerung können sein tongues are used. To control such a heating device, temperature sensors can be attached to the styrofoam concrete body of the bedding. The goals of such control can be

- den Wärmeverlust zu minimieren, bei Einhaltung einer bestimmten Grenztemperatur im Übergangsbereich zum der Bodenfeuchte zugänglichen Erdreich oder - to minimize heat loss, provided that a certain limit temperature is observed in the transition area to the soil or soil accessible

- die Einhaltung gewisser Grenzen der Wärmespannungen im Isolierbetonkörper, insbesondere während der thermisch transienten Phasen, die sich beim Füllen und Entleeren des Behälters abspielen. - Compliance with certain limits of the thermal stresses in the insulating concrete body, especially during the thermally transient phases that take place when the container is being filled and emptied.

Es könnte auch zweckmässig sein, die Steuerung einer solchen Kältesenke zeitlich abwechselnd dem einen und dem anderen Ziel dienstbar zu machen. It could also be expedient to make the control of such a cold sink alternately useful to one and the other goal.

Energetisch besonders vorteilhaft wird die Anlage, wenn die Kältesenke als an die Umgebung Wärme abgebender s Apparateines Kältekreislaufes verwendet wird, beispielsweise als Kondensator einer Kältemaschine, welche zum Kalthalten des Behälters nötige Kälte erzeugt. The system is particularly advantageous from an energy point of view if the cold sink is used as an apparatus of a refrigeration cycle which emits heat to the environment, for example as a condenser of a refrigeration machine which generates the cold necessary to keep the container cold.

Isolierbeton, vor allem der mit Schaumstoffkügelchen versetzte Beton, genügt nicht nur der Aufgabe, Wärme zu 10 dämmen, sondern weist dabei den zusätzlichen Vortèil eines sehr tiefen, in der Grössenordnung 1 G Pa liegenden Elastizitätsmoduls auf. Dies führt zu einem ausgezeichneten Ausgleich der Auflagerpressungen und zu entsprechend geringen Materialspannungen in der Kugel. Insulating concrete, especially the foam-coated concrete, not only fulfills the task of insulating heat, but also has the additional advantage of a very low modulus of elasticity in the order of 1 G Pa. This leads to an excellent compensation of the bearing pressures and correspondingly low material stresses in the ball.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1) Laying and setting of insulating concrete (35) in layers in the ring area between the encircling ring (2) on the one hand and the bearing pan (23), foot cap (14) and the first row of steel sheets on the other.

m) Further construction of the steel container by welding further rows of steel sheets of spherical-quadrangular shape to the first row of steel sheets.

n) Completing the steel container and attaching insulation (42) to the steel container.

1. Method for creating a spherical insulated steel container with a bed, characterized by the method steps:

a) Making an approximately circular foundation plate (1).

b) Create a surrounding ring (2) on the foundation plate (1).

c) arranging a cold sink (8) within the surrounding ring (2).

d) concreting the cold sink (8) and smoothing at least part of the concrete layer (9) formed within the surrounding ring (2).

e) assembly of a cylindrical formwork (17) on a wrong lying, made of sheet steel foot cap (14) of the steel container to be created.

f) Manufacturing a bearing pan (23) by pouring the cylindrical formwork (17) with insulating concrete (22) and smoothing the surface of the insulating concrete.

g) turning the set bearing pan (23) together with cylindrical formwork (17) and centering the bearing pan on the smoothed concrete layer within the surrounding ring (2).

h) moving the foot cap (14) provided with a protective layer (15) on the bearing pan (23).

i) welding a first row of steel sheets (30) spherical-square shape to the foot cap (14).

k) Applying a protective layer (31) adjoining the protective layer (15) of the foot cap (14) on the outside of the first row of steel sheets.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cold sink (8) in concrete (9) is concreted.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 2, characterized in that between the method steps b) and c) at least one insulating concrete layer (7) is introduced into the space within the surrounding ring (2).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that between the process steps g) and h) in the ring area between the surrounding ring (2) and the bearing pan (23) a walkable screed (26) with a gradient against the surrounding ring up to the height of the water outlet openings (28) provided in the surrounding ring is introduced.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that between the process steps e) and f), a pipe section (19) of a sniffer line is introduced into the cylindrical formwork (17) in such a way that it has an end approximately centrally the foot cap (14) connects and with the other end penetrates the cylindrical formwork (17) in the area of its upper edge, and that after process step h) the pipe section (19) is extended to the outer surface of the surrounding ring (2).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that between the method steps 1) and m)

- The foot cap (14) with the first row of steel sheets welded to it is raised by 3 to 30 cm by means of lifting means (33) supported on the surrounding ring (2),

- That granular bulk material (38) is introduced into the gap formed between the insulating concrete (35) and the protective layer (15, 31) on the outside of the foot cap (14) and the first row of steel sheets,

- And that the foot cap (14) and the first row of steel sheets are then lowered so that they rest with their entire weight on the bulk material (38).

7. The method according to claim 6, characterized in that washed sand is used as granular bulk material (38).

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a foam concrete is used as insulating concrete.