DD299879A7 - Leichtbetonstein aus porösen Zuschlagstoffen und Bindemittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leichtbetonstein aus poroesen Zuschlagstoffen und Bindemittel. Ziel der Erfindung ist es, eine hohe Waermedaemmung und gute Festigkeit bei geringen Kosten zu erreichen und traditionelle Leichtzuschlagstoffe zu substituieren. Die Aufgabe liegt in der Entwicklung eines poroesen koernigen Zuschlagstoffs, der bei aeuszerer Belastung des Steins innerhalb des Haufwerkes nicht zerstoert wird. Der erfindungsgemaesze Leichtbetonstein enthaelt Zuschlagstoffe, die aus einem oder mehreren Kernen aus Quarz von unregelmaesziger, insbesondere grobkristalliner Form und einer poroesen Huelle aus einer kryptokristallinen Masse bestehen. Die kryptokristalline Masse besteht insbesondere aus Quarz. Sie stellt entweder eine Ausfaellung aus einer silikatischen Verwitterungsloesung auf der Kernoberflaeche oder eine sekundaer silifizierte Porphyrgrundmasse dar.{Leichtbetonstein; Leichtzuschlagstoff, poroes; Festigkeit; Waermedaemmung; Kern, unregelmaeszig grobkristallin; Huelle, kryptokristallin; Huelle, poroeses Material; Quarz; Asche; Schlacke; Material, expandiert}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Leichtbetonstein aus porösen Zuschlagstoffen und Bindemittel. Unter dom Begriff Leichtbetonstein sollen Betonerzeugnisse beliebiger Form verstanden werden, die eine geringe Dichte und eine hohe Wärmedämmung aufweisen, ζ. B. Handmontagesteine, blockförmige, plattenförmigo oder langgestreckte Baukörper und Ortbeton.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften anorganischer Materialien ist es erforderlich, innerhalb dieser Materialien eine Vielzahl feiner Poren einzubringen, die im trockenen Zustand im allgemeinen mit Luft gefüllt sind. Die direkte Wärmeleitung der Grundmasse ist dadurch auf die Materialbrücken neben den Poren und auf den Bereich des meist dichten Bindemittels begrenzt. Eine Konvektion der in den Poren eingeschlossenen Luft ist praktisch nicht möglich. Die Poren können auf dreierlei Weise gebildet werden:

1. durch Zusatz von Treibmitteln oder Schaum

2. durch Zusatz poröser Stoffe

3. durch Herauslösen zugesetzter Stoffe.

In der Praxis haben im wesentlichen nur die ersten beiden Varianten AnwendL.ig gefunden. Die erste Variante ist vorzugsweise für stationäre Betonwerke oder größere Elemente gedaeht. Nachteilig ist vor allem, daß der Stein im gsnzen offenporig ist und deshalb bei Durchnässung seine Dämmeigenschaften sehr schnell verliert.

Durch den Zusatz poröser Zuschlagstoffe, die von einer Matrix einos dichten Bindemittels umgeben sind, wird dieser Nachteil vermieden. Es können gute Dämmeigenschaften erreicht worden und die Herstellung der Elemente ist ebenso einfach wie bei Verwendung dichter Zuschlagstoffe.

Als leichte Zuschlagstoffe werden - soweit im jeweiligen Land verfügbar - poröse vulkanische Gesteine oder künstlich aufgeblähte Massen, wie Blähton, eingesetzt. Die Herstellung von Blähton erfordert jedoch einen beträchtlichen Energieaufwand, wodurch sich ein hoher Preis ergibt. Es ist deshalb versucht worden, auch leichte Abfallstoffe, wie Holzspäne, landwirtschaftliche Abfälle oder poröse Verbrennungsrückstände, wie Grob- und Naßaschen zu verwenden. Die organischen Abfälle sind jedoch nicht verrottungsbeständig, während die Agglomerate aus Verbrennungsrückständen nicht die nötige Wärmedämmung und erforderliche Druckfestigkeit aufweisen. Wird auf den Leichtbetonstein von außen Druck aufgebracht, entstehen im Haufwerk Scherkräfte, die zur Zerstörung der porösen Einzelkörner führen. In den DE-AS 1296072 und 1271540 werden wärmedämmende Zuschlagstoffe beschrieben, die aus gebrochener Schmelzkammerschlacke in Verbindung mit Flugasche und/oder Filterstaub sowie einem härtenden Bindemittel bestehen. Sollen aus diesen Materialien Pellets von großer Festigkeit hergestellt werden, ist ein hoher Bindemittelanteil erforderlich, der aber seinerseits die Wärmedämmung herabsetzt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Leichtbetonsteins, der sowohl eine hohe Wärmedämmung als auch eine gute Festigkeit aufweist und mit geringen Kosten bei Substitution traditioneller teurer Leichtzuschlagstoffe hergestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leichtbetonstein zu entwickeln, dessen poröse körnige Zuschlagstoffe auch ohne zusätzlichen Bindomittelanteil bei äußerer Belastung innerhalb des Haufwerkes nicht zerstört werden und trotzdem eine hohe Wärmedämmung gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Leichtbetonstein Zuschlagstoffe enthält, deren Korn aus ein oder mehreren feston Kernen aus splittrigem, grobkristallinem Quarz und einer porösen Hülle aus einer kryptokristallinen Masse besteht. Die kryptokristalline Masse besteht insbesondere aus Quarz. Sie stellt ontweder eine Ausiäilung aus einer silikatischen Verwitterungslösung auf der Kernoberfläche oder eine sekundär silifizierte Porphyrgrundmasse dar. Sie haftet ohne zusätzliches Bindemittel an der Kernoberfläche.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die festen Quarzkerne in der kryptokristallinon Masse durch ihre unregelmäßige Form und die feste Bindung an der Kernoberfläche eine Zerstörung der ansonsten porösen, relativ weichen Körnbr verhindern.

Im Kornhaufwerk liegen die porösen Hüllen dicht aufeinander, die Kerne berühren sich nicht. Es besteht daher Grund zur Annahme, daß die Hüllen bei äußerer Druckeinwirkung zerstört werden, wie das bei 7 jschlagstoffen ohne Kern der Fall ist. Es hat sich aber boi näherer Untersuchung herausgestellt, daß im Verband die Druckeinwirkung selbst nicht maßgeblich ist, sondern die entstehenden Scherkräfte. Diese werden aber durch die eingelagerten fosten Kerne aufgenommen.

Gleichzeitig wurde gefundon, daß die porösen Hüllen durch ihren kryptokristallinon Aufbau die dichton und damit stark wärmeleitenden Kerne sehr gut isolieren.

Der Aufbau der Körner aus einem festen Kern und einer porösen Hülle gewährleistet somit die erforderliche Festigkeit und die Wärmedämmung des Leichtbetons.

Als wesentlicher Vorteil ergibt sich gegenüber künstlich expandierten energieintensiv herzustell jnden Leicht-uschlagstoffen, daß bis zu 80% der Kosten eingespart werden können.

Gegenüber den DE-AS 1296072 und 1271540 ergeben sich beträcht'icho Einsparungen an Bindemittel. Die Festigkeit ist aufgrund der guten Haftung der krvptokristallinen Masse an den Quarzkernen erheblich höher.

Als ein weiterer wesentlicher Vorteil ist neben der hohen Festigkeit und der sehr guten Wärmedämmung /u verzeichnen, daß durch die rauhe Oberfläche der porösen Hüllen des körnigen Zuschlagstoffes eine wesentlich bessere Bindemittelhaftung erreicht wird als bei herkömmlichen Zuschlagstoffen.

Damit wurde ein Leichtbetonstein entwickelt, bei dom es durch den gezielten Einsatz eines spezifischen Zuschlagstoffes möglich ist, die beiden gegensätzlichen Eigenschafton hohe Festigkeit und hohe Wärmedämmung zu vereinen.

Ausführungsbeispiel

Verwendet wurde ein Leichtzuschlagstoff mit einer Korngröße von 0,2 bis 4mm. Dieser besteht aus Kernen groben Quarzes, die von einer porösen Hülle aus kryptokristullinem Quarz von 50 pm Korngröße umgeben sind. Das Volumen der Hülle nimmt ca. 50% des Gesamtkorns ein. 30% dieses Zuschlagstoffs werden mit 70% traditionellem Leichtzuschlagstoff gemischt. Der Bindemittelanteil beträgt ca. 20% der Gesamtmischung. Aus diesem Stoffgemisch wurden Bauelemente verschiedener Formen nach bekannten technologischen Vorfahren stationär bzw. vor Ort hergestellt.

Die Elemente weisen folgende Qualitätsparameter aufi

Druckfestigkeit: R₂₈ S 2,5 N/mm²

Dichte: ς tr. s 1,4 kg/dm²

Wärmedämmung: R a 0,75-

λ < 0,49

m-K

Claims (3)

1. Leichtbetonstein aus porösen Zuschlagstoffen und Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stein körnige Zuschlagstoffe enthält, deren Korn aus einem oder mehreren festen Kernen aus splittrigem, grobkristallinem Quarz und einer porösen Hülle aus einer kryptokristallinen Masse besteht.

2. Leichtbetonstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kryptokristalline Masse aus Quarz besteht.

3. Leichtbetonstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kryptokristalline Masse aus einer Ausfällung aus einer silikatischen Verwitterungslösung oder aus silifizierter Porphyrgrundmasse besteht.