DE102004058212B4

DE102004058212B4 - Verwendung eines mineralische Blähkeramik enthaltenden Gemisches zur Begrünung von Dach,- Wand,- oder Bodenflächen und Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus diesem Gemisch

Info

Publication number: DE102004058212B4
Application number: DE102004058212A
Authority: DE
Inventors: Dieter Liphardt
Original assignee: Conrad Liphard & Soehne GmbH; Conrad Liphard & Sohne GmbH
Current assignee: Conrad Liphard & Soehne GmbH; Conrad Liphard & Sohne GmbH
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: DE102004058212A1

Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Begrünung von Dach-, Wand- und/oder Bodenflächen beschrieben. Die Einrichtung enthält wenigstens ein plattenförmiges Bauteil (1), das aus einer mineralischen Blähkeramik, einem niedrig sinternden keramischen Bindemittel und Flugasche als Füllstoff durch Trockenpressen und nachfolgendes Sintern hergestellt ist. Das Bauteil kann ohne weitere Vorbehandlung mit einer Bepflanzung (9) versehen werden. Außerdem werden ein Verfahren zur Herstellung der Einrichtung und eine Anwendung der Einrichtung beschrieben (Fig. 2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung eines mineralische Blähkeramik enthaltenden Gemisches und ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus diesem Gemisch zur Begrünung von Dach-, Wand- oder Bodenflächen.

Es ist allgemein bekannt, Dach-, Wand- und Bodenflächen zahlreicher Bauwerke mit wetterbeständigen (Dach-) Bedeckungsmaterialien zu versehen, die z. B. zum Schutz gegenüber Regen und Schnee sowie zur Wärme- und Schallisolierung dienen. Weit verbreitet ist z. B. die Anwendung verschiedener Dachpappen und Wärmedämmplatten. Zur Verbesserung des Aussehens ist es außerdem insbesondere in Verbindung mit Flachdächern bekannt, die zu schützenden Flächen mit einer Bitumen- und Klebschicht zu versehen und auf diese eine Schüttung aus Sand oder Kies aufzubringen. Nachteilig an derartigen Sand- und Kiesschüttungen ist der Umstand, daß sie sich bei Außentemperaturen von mehr als 30 °C und insbesondere bei Sonneneinstrahlung stark aufheizen und selbst Temperaturen von 80 °C bis 90 °C annehmen können. Dadurch können die darunter befindlichen Bitumen- und Klebschichten zumindest lokal schmelzen mit der Folge, daß sie Löcher erhalten und undicht werden. Zur Wärme- und Schallisolierung sind in diesem Zusammenhang auch Formkörper aus expandiertem Blähgraphit oder aus dieses enthaltenden Gemischen bekannt ( DE 41 17 077 A1 ).

Daneben sind auch bereits Einrichtungen der eingangs bezeichneten Gattung vorgeschlagen worden, die auf flache und mäßig geneigte Flächen aufzubringende Bedeckungen in Form von lockeren, ebenfalls als Schüttgüter vorliegenden Substraten enthalten, die aus einer Mischung aus Humuserde und Blähtonkugeln bestehen, und diese Substrate durch Anpflanzung von Grassamen od. dgl. zu begrünen. Während die Humuserde das Wachstum von Grassamen od. dgl. fördern soll, dienen die Blähtonkugeln insbesondere der Gewichtsreduzierung, da Humuserde eine wesentlich größere Dichte als Blähton besitzt. Eine solche Einrichtung bringt neben dem Gewichtsvorteil und dem Vorteil des optisch ansprechenden Aussehens auch den weiteren Vorteil mit sich, daß sie ein großes offenes Porenvolumen besitzt, dadurch ein erhebliches Wasseraufnahmevermögen hat und daher bei hohen Temperaturen kühlend auf darunter liegende Bitumenschichten od. dgl. wirkt. Ein bei Anwendung derartiger Vorrichtungen nicht vermeidbarer Nachteil besteht allerdings darin, daß die lockeren, leichten Blähtonkugeln sich unter dem Einfluß von Wind und Regen lösen, wegfliegen und dadurch in Dachrinnen und Abwasserkanäle gelangen und diese verschmutzen und verstopfen können. Bedeckungen und Isolierungen dieser Art sind daher nicht dauerhaft, was ihre breite Anwendung bisher behindert.

Demgegenüber besteht das technische Problem der vorliegenden Erfindung darin, ein zur Verwendung bei der Begrünung von Dach-, Wand- oder Bodenflächen geeignetes, mineralische Blähkeramik oder Vulkanasche enthaltendes Gemisch und ein Verfahren zur Herstellung einer Begrünungsplatte aus diesem Gemisch vorzuschlagen, die mechanisch stabil ist, eine dauerhaft gute Isolierung und Abdeckung bewirkt und dennoch ein geringes Gewicht besitzt.

Zur Lösung dieses Problems dienen die Merkmale der Ansprüche 1 und 9.

Formteile, die ein Gemisch aus Blähton, Bindemittel und Flugasche enthalten, sind prinzipiell bekannt (z. B. DE 34 03 943 A1 , DE 40 37 853 C3 ). Die bekannten Formteile bestehen jedoch durchweg aus Ziegelsteinen, Rohren zur Herstellung von Schornsteinmänteln od. dgl., d. h. aus zur Errichtung von Bauwerken bestimmten Bauteilen, die eine statische Wirkung haben müssen. Dagegen dienen die erfindungsgemäßen, vorzugsweise plattenförmigen Bauteile nicht zur Erfüllung statischer Aufgaben an einem Bauwerk, sondern zur Herstellung von dauerhaft stabilen Begrü nungen insbesondere an Bauwerken und unter Vermeidung der bisher erforderlichen losen Schüttungen und deren Unterkonstruktionen. Überraschend hat sich außerdem ergeben, daß die erfindungsgemäßen Bauteile auch ohne den Zusatz von Humuserde od. dgl. gut als Substrate für Grasanpflanzungen od. dgl. geeignet sind und daß das hohe Porenvolumen dieser Bauteile dazu beiträgt, eine übermäßige Erhitzung von darunter liegenden Bitumenschichten od. dgl. zu vermeiden.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

1 schematisch die Vorderansicht eines Bauteil zur Begrünung von Flächen;

2 eine vergrößerte Einzelheit Z der 1; und

3 eine Draufsicht auf die Einrichtung der 1.

Ein Bauteil 1 zur Begrünung von Dach-, Wand- und/oder Bodenflächen, das bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel plattenförmig und vorzugsweise im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, weist eine Oberseite 2, eine Unterseite 3 und vier seitliche bzw. vordere und hintere Stirnseiten 4 und 5 auf, die einander paarweise und im wesentlichen parallel gegenüber stehen.

Das plattenförmige Bauteil 1 enthält als Grundmaterial eine feinkörnige Blähkeramik, insbesondere einen Blähton oder Blähschiefer. Das keramische Grundmaterial hat vorzugsweise eine Korngröße von 4 mm bis 8 mm und eine Schüttdichte von z. B. ca. 0,3 g/cm³ bis 0,5 g/cm³. In 2 sind die aus der Blähkeramik bestehenden Partikel mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet.

Das Bauteil 1 enthält außerdem Flugasche in Form von sog. Mikrokügelchen bzw. Mikrohohlkügelchen, die in 2 durch das Bezugszeichen 7 angedeutet sind und vorzugsweise eine Korngröße von weniger als 0,5 mm aufweisen. Vorzugsweise wird keine übliche, in Kraftwerken od. dgl. anfallende Flugasche, sondern eine ausgewaschene Flugasche verwendet, die von verschiedenen Verunreinigungen wie z. B. Eisenoxid weitgehend befreit ist und überwiegend SiO₂ und Al₂O₃ enthält. Die Dichte eines derartigen Schüttmaterials beträgt 0,7 g/cm³ bis 0,8 g/cm³, während die durchschnittliche Korngröße z. B. 125 μm bis 140 μm beträgt.

Ein Gemisch aus den Blähkeramik-Partikeln und den Flugasche-Kügelchen wird durch ein keramisches, niedrig sinterndes Bindemittel, vorzugsweise früh sinternden Ton zusammengehalten, das mit besonderem Vorteil in feinst gemahlener Form verwendet wird und eine Korngröße von z. B. bis 0,06 mm aufweist. Wegen ihrer geringen Größe sind die Bindemittelkörner in 2 nicht gesondert dargestellt. Damit sich das Bindemittel im Freien und insbesondere bei der Einwirkung von Regen nicht auflöst, wird das aus Blähkeramik, Flugasche und Bindemittel bestehende Gemisch zunächst zu plattenförmigen Bauteilen 1 gepreßt, um vorgeformte Preßlinge zu erhalten. Diese Preßlinge werden anschließend einem Sintervorgang in einem Brennofen unterworfen, und zwar bei Temperaturen, die ausreichend weit unterhalb der Schmelztemperaturen der beteiligten Bestandteile liegen. Durch Anwendung eines niedrig sinternden Bindemittels werden Sintertemperaturen von 800 °C bis 950 °C ermöglicht. Dadurch wird das ursprüngliche Gemisch nicht nur zum Bauteil 1 verdichtet, sondern es werden auch Bauteile erhalten, die eine wesentlich größere Festigkeit als die ursprünglichen Preßlinge haben. Insbesondere wird hierbei eine solche Festigkeit der Bauteile 1 angestrebt, daß diese bei einer Dicke von z. B. 65 mm bis 150 mm begehbar sind. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß das Bauteil 1 im Gegensatz zu Schichten aus herkömmlichen, losen Blähtonkugeln beim Begehen formstabil bleibt.

Durch die Anwendung von Flugasche mit einer Korngröße von weniger als 0,5 mm ergibt sich der weitere Vorteil, daß das Gesamtgewicht des fertigen Bauteils 1 vergleichsweise klein ist und sich die hohe Dichte des Bindemittels (z. B. ca. 1,8 g/cm³ bis 2,0 g/cm³ für Ton) nicht zu stark bemerkbar macht. Die Dichte des fertigen Bauteils 1 kann dadurch auf ca. 0,7 g/cm3 bis 1,5 g/cm3 eingestellt werden. Zu diesem Zweck wird das Gemisch, aus dem das Bauteil 1 durch Pressen hergestellt wird, vorzugsweise aus 50 bis 80 Gew. % Blähkeramik, 10 bis 30 Gew. % Bindemittel und 5 bis 30 Gew. % Flugasche zusammengesetzt.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung werden dem Gemisch, das aus dem Bauteil 1 hergestellt wird, geringe Mengen an Phosphat oder Borax (z. B. 1 bis 3 Gew. %) zugesetzt, wobei es auch möglich ist, diese Stoffe nur lokal, d. h. in ausgewählten Bereichen des plattenförmigen Bauteils 1 vorzusehen. Dabei wird von dem Gedanken ausgegangen, daß die Zugabe von Phosphat dieselbe Wirkung wie ein Düngemittel hat und das Wachstum von auf das Bauteil 1 aufgebrachten Grassamen od. dgl. fördert, während Borax eine gegenteilige Wirkung hat und das Wachstum von Grassamen od. dgl. hemmt. Dadurch ist es möglich, das Bauteil 1 ganz oder bereichsweise wachstumsfördernd oder wachstumshemmend auszubilden und dadurch bei Bedarf mit Zonen zu versehen, in denen eine Begrünung unerwünscht ist und daher gehemmt wird. In den übrigen Bereichen dagegen hat sich überraschend eine Begrünung auch dann als möglich erwiesen, wenn diese Bereiche ohne Zugabe von Humuserde od. dgl. mit Grassamen od. dgl. bestreut und dann gewässert werden.

Die beschriebenen Bauteile 1 zur Begrünung lassen sich plattenförmig in unterschiedlicher Größe realisieren, wobei sie je nach Größe der zu schützenden Flächen auf Stoß aneinander gelegt werden. Nur beispielhaft werden Bauteile 1 vorgeschlagen, deren Maße Länge/Breite/Dicke z. B. 500 mm/250 mm/65 bis 150 mm betragen.

Die Herstellung der Bauteile 1 kann auf die folgende Weise erfolgen:
Es werden zunächst übliche, auf dem Markt erhältliche Blähkeramikkugeln in einem Mischer mit geringen Mengen von Wasser behandelt, um die Oberflächen der Kugeln aufnahmefähig für das Bindemittel zu machen. Das im trockenen Zustand befindliche Bindemittel wird so dann ebenfalls dem Mischer zugeführt und mit den Blähkeramikkugeln so vermischt, daß es sich auf deren Oberflächen absetzt. Danach oder gleich zeitig werden dem Mischer auch die Flugasche-Mikrokügelchen und ggf. weitere Zuschlagstoffe wie Phosphat oder Borax zugeführt. Die Vermischung der verschiedenen Substanzen hat dann zur Folge, daß die Blähkeramikkugeln mit einer dünnen, z. B. 0,5 mm bis 1 mm dicken Schicht aus dem Bindemittel und der Flugasche überzogen werden, wobei die Mikrokügelchen der Flugasche eine starke Gewichtsbegrenzung für das Gesamtgemisch bewirken.

Das fertige Gemisch wird dann im trockenen oder noch erdfeuchten Zustand zu wenigstens einem, vorzugsweise massiven, plattenförmigen Bauteil verpreßt, wobei sich Preßdrücke von z. B. 50 kg/cm² bis 400 kg/cm² als zweckmäßig erwiesen haben. Anschließend wird das Bauteil bei 800 °C bis 950 °C gesintert. Dadurch werden vorfabrizierte Baufertigteile erhalten, die ohne weitere Vorbehandlung angewendet werden können.

Die fertigen, gesinterten Bauteile 1 werden mit ihren Unterseiten 3 und in einem gewünschten Muster auf die begrünenden Flächen aufgelegt und mit üblichen Mitteln an diesen befestigt, wobei die einzelnen Bauteile 1 zweckmäßig mit ihren Stirnflächen 4 und 5 auf Stoß angeordnet werden. Abschließend erfolgt die Aussaat auf ihren Oberflächen 2 und, falls erforderlich, die Bewässerung.

Beispiel
Es werden 73 Gew. % (380 kg) Blähton oder Blähschiefer mit einer Kornabstufung von 4 mm bis 8 mm, 19 Gew. % (100 kg) Ton (feinst gemahlen, Korngröße bis 0,06 mm) und 8 Gew. % (40 kg) Mikrokügelchen (Flugasche) in Form von Microspheres oder Cennospheres in der beschriebenen Weise gemischt. Die Blähtonkugeln werden vorher mit 20 kg bis 70 kg Wasser angefeuchtet. Mit dem fertigen Gemisch werden im trockenen Zustand 250 mm·250 mm·150 mm große, plattenförmige Bauteile durch Pressen mit einem Druck von 50 bis 400 kg/cm² hergestellt. Anschließend werden die Bauteile bei 800 °C bis 950 °C im Brennofen gesintert.
Die fertigen Bauteile sind begehbar, ohne daß Teilchen absplittern oder Bauteile zu Bruch gehen. Durch Aufbringen von Grassamen und schonende Bewässerung wird ohne weitere Vorkehrungen oder Behandlungen zumindest auf einem Teil eines Bauteils eine Begrünung 9 erhalten, wie sie im linken Teil der 2 und 3 erkennbar ist. In nicht mit Grassamen versehenen Teilen 10 der Bauteile 1 bleiben deren Oberflächen dagegen ohne Begrünung, wie im rechten Teil der 2 und 3 dargestellt ist.
Durch die Erfindung werden mehrere Vorteile erzielt. Neben der Schaffung eines begehbaren Bauteils, das auch bei wechselhaftem Wetter dauerhaft erhalten bleibt, wird z. B. der Vorteil erzielt, daß an der Baustelle keine umständlichen Arbeiten erforderlich sind, wie dies bei Anwendung loser Schüttungen der Fall wäre. Weiter wird der Vorteil erzielt, daß die Bauteile 1 aufgrund ihrer großen Porosität nicht nur eine hohe Wärmeisolierung bewirken, sondern auch einen hohen Wasseraufnahmeeffekt haben und ca. 30 % bis 40 % ihres Volumens an Wasser aufnehmen können. Ein z. B. 500 mm·250 mm·150 mm großes Bauteil mit einem Gesamtvolumen von 18,75 l kann daher etwa 5,6 bis 7,5 l Wasser aufnehmen. Das ermöglicht nicht nur eine natürliche Bewässerung der Bepflanzung, sondern hat auch einen günstigen Einfluß auf die meistens aus bitumenhaltigen Dachpappen od. dgl. bestehenden Deckschichten, die unterhalb der Bauteile 1 angeordnet werden. Die bei höheren Temperaturen eintretende Verdunstung des Wassers führt nämlich zu einer Abkühlung der Bauteile aufgrund der Verdunstungskälte mit der Folge, daß die darunter befindlichen Bitumenschichten od. dgl. gekühlt werden. Insbesondere bei hohen Außentemperaturen ist daher die Gefahr eines zonenweisen Aufschmelzens und Undichtwerdens der Bitumenschichten im Vergleich zu bekannten Kiesschichten erheblich reduziert. Durch den Bewuchs mit Gras od. dgl. wird diese Gefahr noch weiter reduziert bzw. die Kühlwirkung noch weiter erhöht.
Anstelle von plattenförmigen Bauteilen können auch solche mit anderer Geometrie, insbesondere in Form von großen Blöcken, Halbschalen oder Kugeln hergestellt und in der beschriebenen Weise angewendet werden.

Claims

Verwendung eines durch Trockenpressen eines Gemisches aus mineralischer Blähkeramik, einem bei 800 °C bis 950 °C sinternden keramischen Bindemittel und Flugasche sowie anschließendes Sintern des verpressten Gemisches hergestellten Bauteils (1) zur Begrünung von Dach-, Wand und/oder Bodenflächen.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Blähkeramik Blähton oder Blähschiefer eingesetzt werden.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähkeramik in einer Korngröße von 4 mm bis 8 mm eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Ton eingesetzt wird.
Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton in einer Korngröße bis 0,06 mm eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Flugasche-Mikrokügelchen in einer Korngröße von weniger als 0,5 mm eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) aus einem Gemisch hergestellt wurde, das sich aus 50 bis 80 Gew. % Blähkeramik, 10 bis 30 Gew. % Bindemittel und 5 bis 30 Gew. % Flugasche zusammensetzt.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein plattenförmiges Bauteil (1) verwendet wird, das eine Dicke von 65 mm bis 150 mm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines zur Begrünung von Dach-, Wand- und/oder Bodenflächen bestimmten Bauteils (1), dadurch gekennzeichnet, daß eine mineralische Blähkeramik, ein bei 800 °C bis 950 °C sinterndes, keramisches Bindemittel und Flugasche miteinander vermischt, das Gemisch durch Trockenpressen mit einem Druck von 50 kg/cm² bis 400 kg/cm² zu dem Bauteil (1) verpreßt und das Bauteil (1) dann bei 800 °C bis 950 °C gesintert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Gemisch dadurch hergestellt wird, daß Blähkeramik-Partikel mit einer Korngröße von 4 mm bis 8 mm an ihrer Oberfläche mit Wasser benetzt und danach in einem Mischer mit dem in trockenem Zustand befindlichen Bindemittel und gleichzeitig oder danach mit der Flugasche vermischt werden, und daß das Gemisch dann in trockenem oder erdfeuchtem Zustand zu einem plattenförmigen Bauteil (1) gepreßt wird.