DE102006011519C5

DE102006011519C5 - Leichtlehmmischungen und ein Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102006011519C5
Application number: DE200610011519
Authority: DE
Inventors: Thilo Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Kockelmann Michael De
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2026-03-11
Also published as: DE102006011519B4; DE102006011519A1

Abstract

Leichtlehmmischung mit Lehm, Wasser und Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagstoffe Blähglasgranulat und gehäckseltes Stroh sind, und dass die Mischung 1 Volumenanteil Wasser, 2,5 Volumenanteile Lehm einer Korngröße von 1...14 mm und weiterhin 6,25 Volumenanteile Blähglas und 5 Volumenanteile gehäckseltes Stroh enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leichtlehmmischung für Hohlräume, insbesondere für Decken und Wände. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Leichtlehmmischung.
Leichtlehmmischungen werden sowohl in der Sanierung alter Gebäude, beim Neubau von Fachwerk- und Massivlehmhäusern, als auch in der ökologischen Renovierung und im Innenausbau eingesetzt. Lehm wird seit vielen Jahrhunderten als Baustoff eingesetzt, wobei lange Zeit aus Kostengründen einfach der in der näheren Umgebung der Baustelle natürlich vorkommende Lehm genutzt wurde.
In jüngerer Zeit erlebt Lehm als Baustoff eine Renaissance, wobei insbesondere seine das Raumklima regulierenden Eigenschaften geschätzt werden. Auch aus dem jüngeren Stand der Technik sind daher verschiedene Lehmbaustoffe und Leichtlehmmischungen bekannt. Problematisch ist nach wie vor, dass Lehm in seiner reinen Form kaum den heutigen statischen Anforderungen gerecht wird. Einerseits lassen sich tragende Wände normalerweise nur durch zusätzliche Anwendung einer Tragwerkkonstruktion aufbauen, wie es vom Fachwerkbau bekannt ist. Andererseits hat Lehm eine recht hohe Eigenmasse, so dass es zu einer häufig nicht gewünschten Belastung der tragenden Elemente des Bauwerks beiträgt, wenn er beispielsweise als Dämmstoff eingesetzt werden soll.
Aus der DE 199 39 694 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Leichtlehmsteinen bekannt, wobei 7...90 Masse% voraufbereiteter Ton oder Lehm, 10...29 Masse% zerkleinertes Stroh und 35...55 Masse% Wasser zunächst gemischt und dann zum Mauken zwischengelagert werden. Anschließend wird das Erzeugnis einer bekannten keramischen Technologie unter Verzicht auf den Brennprozess zur Weiterverarbeitung (Strangpressen, Trocknen und ggf. Kalibrieren) zugeführt.
Aus der DE 103 38 794 A1 ist ein Bauelement für Lehmbau bekannt, welches mit einer Leichtlehmverfüllung mit Blähglasgranulat versehen ist. Dieses Bauelement eignet sich als Wandelement für tragende Wände.
Aus der DE 40 17 057 C2 ist eine Lehmbauplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Die Lehmbauplatte besteht aus einer lehmgebundenen Kernschicht und einer beidseitig angebrachten oberflächlichen Lage. Die oberflächlichen Lagen sind aus einem netzähnlichen textilen Material aus natürlichen, reißfesten Fasern hergestellt. Als Material der Kernschicht kommt insbesondere Leichtlehm in Frage. Hier wird Strohleichtlehm oder Lehm mit porösen mineralischen Zuschlagstoffen, wie beispielsweise Blähton, Blähglas oder Blählava, vorgeschlagen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leichtlehmmischung bereitzustellen, die besonders für eine nachträgliche Wärmedämmung an Lehmbauten, insbesondere an historischen Bauten, geeignet sind. Dabei sollen die Klima regulierenden Eigenschaften von Lehm ausgenutzt werden, insbesondere um eine möglichst konstante Luftfeuchtigkeit in historischen Bauten zu gewährleisten, was vor allem für den Erhalt der historischen Substanz und der häufig in solchen Bauten ausgestellten Kunstwerken von entscheidender Bedeutung ist. Gleichzeitig wird angestrebt, das Eigengewicht der Lehmmischung zu minimieren, um diese insbesondere auch als Deckenschüttung einsetzen zu können. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Leichtlehmmischung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Leichtlehmmischung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Verfahren zu Herstellung einer Leichtlehmmischung gemäß Anspruch 2 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine gewünschte Dämmung in direktem Verbund zu einer bestehenden Konstruktion hergestellt werden kann. Die Dämmung verbindet sich direkt mit der bestehenden Konstruktion. Dadurch ist es möglich, eine hohe Dämmwirkung und einen intensiven Feuchteabtransport zu gewährleisten.
Die Leichtlehmmischung des Anspruchs 1 ist besonders als Leichtlehmdeckenschüttung geeignet. Sie enthält als Zuschlagsstoff Blähglasgranulat und gehäckseltes Stroh und erreicht eine Schüttdichte von 350–450 kg/m³.
Die erfindungsgemäße Leichtlehmmischung eignet sich aufgrund ihrer Eigenschaften besonders als Sanierungs-Dämmstoff in Decken historischer Gebäude. Dabei ist es möglich, die Mischung im direkten Verband zur bestehenden historischen Bausubstanz herzustellen. Auf den Einsatz von Sperr- und Trennschichten wird bewusst verzichtet, so dass im Schichtenaufbau keine Kondensationsflächen entstehen. Durch den hohen Blähglasanteil sind ein geringes Eigengewicht und gleichzeitig eine hohe thermische Dämmwirkung gewährleistet. Aufgrund des nachfolgend noch näher beschriebenen Mischungsverfahrens wird erreicht, dass die Blähglasgranulatkörner jeweils von einer Lehmschicht eingehüllt sind, wodurch der Feuchtigkeitstransport in der gesamten Schicht möglich ist. Mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Leichtlehmmischung entsteht somit eine diffusionsoffene Dämmschicht, die beim sprungartigen Auftreten hoher Luftfeuchtigkeitswerte im Raum, beispielsweise bei großen Besuchergruppen in historischen Bauten, zu einem schnellen Abtransport der Feuchtigkeit von den Decken- und Wandoberflächen in die tieferen Bauwerksschichten in der Lage ist. Die letztgenannte Eigenschaft ist speziell für den Schutz von Wand- und Deckenmalereien von entscheidender Bedeutung.
Der Leichtlehmmischung ist weiterhin gehäckseltes Stroh zugesetzt. Hierfür wird Lehm mit einem Lehmkorndurchmesser von 1...14 mm verwendet. In dieser Anwendungsform wird ein Mischungsverhältnis von 1:2,5:6,25:5 (Wasser:Lehm:Blähglas:Stroh) eingesetzt.
Die Leichtlehmmischung kann vorgefertigt sein oder vor Ort auf der Baustelle hergestellt werden.
Im Folgenden wird die Herstellung einer Leichtlehmmischung beschrieben.
Diese Leichtlehmmischung enthält als volumenmäßigen Hauptbestandteil den Zuschlagstoff Blähglas. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu bekannten Lehmmischungen, bei denen üblicherweise der Lehm den Hauptbestandteil bildet. Weiterhin sind Wasser und ein entsprechendes Volumen an Lehm Bestandteile der Leichtlehmmischung.
Bei einem durchschnittlichem Lehmkorndurchmesser von 1...5 mm beträgt das Mischungsverhältnis von Wasser:Lehm:Blähglas 1:1,6:12. Bei einer durchschnittlichen Lehmkorngröße von 6...15 mm, beträgt das Mischungsverhältnis 1:2:12 und bei einer durchschnittlichen Lehmkorngröße von 16...20 mm beträgt das Mischungsverhältnis 1:2,4:12.
Im Vorfeld der Herstellung ist der durchschnittliche Korndurchmesser des zu verwendenden Lehms beispielsweise durch in Augenscheinnahme abzuschätzen oder durch genauere Messungen zu bestimmen. Eine der ältesten und auch heute immer noch aktuelle Korngrößenmeßmethode für Schüttgüter ist die Siebanalyse, welche in der DIN 66165 (Partikelgrößenanalyse; Siebanalyse) beschrieben ist. Bei der Siebanalyse wird eine bestimmte Menge der zu untersuchenden Partikel durch ein oder mehrere Siebe in Fraktionen getrennt und es werden deren Massenanteile ermittelt. Die Massenanteile können mit einem geringen Fehler bestimmt werden. Die Siebung kann nacheinander mit Einzelsieben oder gleichzeitig mit einem Siebsatz von Hand oder mit einer Maschine durchgeführt werden. Der Transport der Partikel durch die Sieböffnungen wird durch Trägheitskräfte, durch Schwerkraft und/oder Strömungskräfte sowie bei sehr großen Partikeln auch von Hand bewirkt. Das Ergebnis einer Korngrößenanalyse ist die Korngrößenverteilung, welche beispielsweise als Summenkurve dargestellt werden kann.
Zur Auswertung der durch die Siebanalyse ermittelten Ergebnisse wird auf die DIN ISO 9276 (Darstellung der Ergebnisse von Partikelgrößenanalysen) verwiesen. Teil 1 dieser Norm befasst sich mit der grafischen Darstellung von Daten von Partikelgrößenanalysen in Histogrammen, Verteilungsdichten.
Zur Auswertung der durch die Siebanalyse ermittelten Ergebnisse wird auf die DIN ISO 9276 (Darstellung der Ergebnisse von Partikelgrößenanalysen) verwiesen. Teil 1 dieser Norm befasst sich mit der grafischen Darstellung von Daten von Partikelgrößenanalysen in Histogrammen, Verteilungsdichten und Verteilungssummen. In Teil 2 der DIN ISO 9276 sind die relevanten Gleichungen zur Berechnung von mittleren Partikelgrößen oder mittleren Partikeldurchmessern aus gegebenen Partikelgrößenverteilungen enthalten.
In Stark, U.; Müller, A.: Korngröße und Kornform von Recyclingbaustoffen – schnelle und effektive Methode zur Beurteilung, Ratgeber Abbruch & Recycling 2004, S. 78–84, Stein-Verlag Baden-Baden GmbH sind neben der Siebanalyse auch neue, computerunterstützte Messmethoden zur Bestimmung der Korngröße beschrieben.
Je nach Fassungsvermögen einer vorzugsweise zu verwendenden Estrichpumpe werden zunächst bei laufender Rührschnecke 60 bzw. 120 l Blähglas eingefüllt. Im Anschluss daran wird das Wasser je nach Mischungsverhältnis eingebracht. Diese Masse wird solange leicht gemischt, bis die Oberfläche des Blähglasgranulates gleichmäßig benetzt ist. Danach wird die entsprechende Menge Lehm hinzugegeben. Die Mischung soll mindestens 4 Minute durchmischen, um eine gleichmäßige Lehmummantelung der Blähglaskörner zu erreichen, was für die späteren Eigenschaften der verbauten Mischung von besonderer Bedeutung ist.
Vor dem ersten Einbau der Mischung sind die Schläuche der Estrichpumpe mit z. B. 10 l einer dünnen Lehmschlämme vorzunässen, um einen gleichmäßigen Gleitfilm im Transportschlauch herzustellen. Dies verhindert Verstopfungen der Vorrichtung bei der weiteren Verarbeitung. Die hergestellte Mischung kann nun wie bei der gewöhnlichen Estrichherstellung zum Einbauort gepumpt werden. Je nach Bausituation kann die Leichtlehmmischung maschinell oder per Hand zu den Einbauplätzen transportiert werden.
Die Mischung sollte gleichmäßig aus dem Schlauch austreten, bei Förderschwierigkeiten kann der Wasseranteil um bis zu 0,5 l je 60 l Blähglas erhöht werden.
Die Leichtlehmmischung wird in eine Verschalung (Wandverbau) oder auf eine Oberfläche (Deckenverbau) geschüttet. Wie bereits erwähnt, wird dabei auf Sperr- und Trennschichten vorzugsweise verzichtet, so dass sich die noch feuchte Mischung direkt mit der vorhandenen Bausubstanz ver binden kann. Neben den beschriebenen Wirkungen erreicht man damit auch eine Stabilisierung älterer Oberflächenschichten, so dass die nötigen Vorbereitungsarbeiten an der alten Substanz gering sind.
Zur Stabilisierung der Oberfläche der aufgetragenen Leichtlehmmischung ist es vorteilhaft, die Masse mit leichtem Stampfen zu verdichten und anschließend zu glätten.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, nach den ersten drei Mischungen, sowie etwa nach jeder zwanzigsten Mischung die Feuchtemasse mit einem Litermaß zu ermitteln, um die Einhaltung der Mischungsrezeptur zu überprüfen.
Die optimalen Einbaueigenschaften der Leichtlehmmischung sind bei Außentemperaturen in einem Bereich von 10...15°C gewährleistet. Bei einer Temperatur von unter 5°C kann sich der Lehmanteil in der Mischung nicht mehr gut lösen. Deshalb ist eine Herstellung und der Einbau dieser Mischung bei Temperaturen unter 5°C nicht zu empfehlen.
Nach dem Aufbringen bzw. Einbau der Leichtlehmmischung als Dämmung oder Deckenschüttung kann durch eine zusätzliche Oberflächenbehandlung, beispielsweise mit Speiseöl, zusätzlich ein Löschwasserschutz für die Konstruktion hergestellt werden. Durch eine solche Oberflächenbehandlung kann im Brandfall das Löschwasser nur wenige Zentimeter tief in die Decke eindringen, wodurch die Bausubstanz geschützt wird. Der gewünschte Transport von Luftfeuchtigkeit wird durch diese Behandlung nicht beeinträchtigt.
Obwohl die Anwendung der erfindungsgemäßen Leichtlehmmischung vorwiegend als Deckenschüttung beschrieben wurde, kann die Mischung auch für die Wärmedämmung und Feuchteregulierung an Innen- und Außenwänden eingesetzt werden.

Claims

Leichtlehmmischung mit Lehm, Wasser und Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagstoffe Blähglasgranulat und gehäckseltes Stroh sind, und dass die Mischung 1 Volumenanteil Wasser, 2,5 Volumenanteile Lehm einer Korngröße von 1...14 mm und weiterhin 6,25 Volumenanteile Blähglas und 5 Volumenanteile gehäckseltes Stroh enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Leichtlehmmischung bestehend aus 1 Volumenanteil Wasser, 1,6...2,4 Volumenanteilen Lehm und 12 Volumenanteilen Blähglasgranulat, wobei der Lehmanteil der Mischung in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Lehmkorngröße gemäß den folgenden Bedingungen ausgewählt ist: – 1,6 Volumenanteile Lehm einer durchschnittlichen Korngröße von 1 bis 5 mm, oder – 2 Volumenanteile Lehm einer durchschnittlichen Korngröße von 6 bis 15 mm, oder – 2,4 Volumenanteile einer durchschnittlichen Korngröße von 16 bis 20 mm, folgende Schritte umfassend: – Ermittlung eines durchschnittlichen Korndurchmessers des zu verwendenden Lehms; – Bestimmung des Lehmanteils der Mischung in Abhängigkeit vom ermittelten durchschnittlichen Korndurchmesser; – Einbringen von 12 Volumenanteilen Blähglasgranulat in eine Mischvorrichtung; – Einbringen von 1 Volumenanteil Wasser in die Mischvorrichtung; – Mischen der in die Mischvorrichtung eingebrachten Bestandteile, bis eine gleichmäßige Benetzung der Oberfläche des Blähglasgranulats erreicht ist; – Einbringen von • 1,6 Volumenanteile Lehm einer durchschnittlichen Korngröße von 1 bis 5 mm, oder • 2 Volumenanteile Lehm einer durchschnittlichen Korngröße von 6 bis 15 mm, oder • 2,4 Volumenanteile Lehm einer durchschnittlichen Korngröße von 16 bis 20 mm, in die Mischvorrichtung; – Mischen der in die Mischvorrichtung eingebrachten Bestandteile, bis eine vollständige Ummantelung des Blähglasesgranulats mit Lehm erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung von Wasser, Blähglas und Lehm in einer Estrichpumpe erfolgt, die als Mischvorrichtung dient.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Pumpen der hergestellten Mischung eine dünnflüssige Lehmschlämme durch die Leitungen der Estrichpumpe gepumpt wird.