DE102009053096B4

DE102009053096B4 - Baustoffmischung, Formkörper und Verfahren zur Herstellung eines Bausteins

Info

Publication number: DE102009053096B4
Application number: DE200910053096
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Rickelhoff Wolfgang Dipl-Ing De
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2029-11-14
Also published as: DE102009053096A1

Abstract

Baustoffmischung, die Polystyrolteilchen enthält, die nur durch einen an ihnen anhaftenden, eine wässrige Acrylat-Styrol-Dispersion aufweisenden Kleber miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polystyrolteilchen eine Rohdichte von neunzehn bis siebenundzwanzig Gramm pro Liter aufweisen und dass die Polystyrolteilchen als Rundkorn mit einer Körnung von einem halben bis vier Millimeter Durchmesser ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baustoffmischung, einen aus der Baustoffmischung bestehenden Formkörper sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bausteins.
Es sind verschiedene Baustoffmischungen bekannt, welche für unterschiedliche Zwecke vorgesehen sind. So ist beispielsweise aus der DE 10 2006 010 438 B3 eine Baustoffmischung bekannt, welche je nach Mischungsverhältnis beispielsweise eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit hat und daher zur Wärmedämmung verwendet werden kann, oder sehr gute Schallschutzeigenschaften hat, weshalb sie zur Schalldämmung verwendet werden kann. Des Weiteren ist die bekannte Baustoffmischung sehr gut geeignet für Wandbauteile oder Fertigteile.
Es ist des Weiteren bekannt, Formkörper, mittels welcher beispielsweise empfindliche Gegenstände stoßfest verpackt werden können oder welche beispielsweise als Wärmedämmung bei einem Bauwerk verwendet werden, aus geschäumten Polystyrol herzustellen. Hierzu werden Polystyrolteilchen (Granulat) in eine entsprechende Form gefüllt und mit heißem Wasserdampf behandelt. Durch den heißen Wasserdampf schäumen die Polystyrolteilchen auf wodurch sie sich miteinander verbinden und verdichten. Durch das Aufschäumen der Polystyrolteilchen entsteht in der betreffenden Form ein großer Druck, wodurch die Form sehr stabil ausgebildet sein muss. Dies ist nachteilig. Darüber hinaus wird durch die Verdichtung und Verbindung der Polystyrolteilchen erreicht, dass der entsprechende Formkörper wasser- beziehungsweise luftundurchlässig wird. Dies ist ebenfalls in manchen Anwendungsfällen nachteilig.
Aus EP 1 854 620 B1 ist eine Baustoffmischung bekannt, die Polystyrolteilchen enthält, an denen ein Kleber anhaftet, der eine wässrige Acrylat-Styrol-Dispersion aufweist, wobei die Polystyrolteilchen nur durch den Kleber miteinander verbunden sind. Die Polystyrolteilchen weisen eine Schüttdichte von fünf bis zwanzig Gramm pro Liter auf und haben einen mittleren Durchmesser von zwei bis zehn Millimetern. Die Baustoffmischung dient zum Befüllen von Kammern in Hohlblocksteinen aus Ton, Beton oder dergleichen mit Schaumpartikeln. Die mit der Baustoffmischung befüllten Hohlblocksteine weisen zwar eine hohe Festigkeit auf, ermöglichen jedoch nur eine begrenzte Wärmedämmung, weil die Wärmedämmeigenschaften des Werkstoffs der Hohlblocksteine schlechter sind als die der Baustoffmischung, mit der sie befüllt sind.
Aus EP 1 634 911 B1 geht eine trockene schüttfähige Baustoffmischung hervor, die vorgeschäumte, expandierbare Polystyrolteilchen enthält. Die Polystyrolteilchen weisen eine Schüttdichte im Bereich von fünf bis zwanzig Gramm pro Liter auf und haben einen mittleren Durchmesser von zwei bis zehn Millimetern. Die Baustoffmischung enthält Zement, Kalkzement oder Gips. Aus der trockenen Mischung wird unter Zugabe von Wasser eine Baustoffmischung in Form einer Dispersion erstellt, die in Formen eingebracht und dort durch Verdunsten des Wassers unter Verkleben der Polystyrolpartikel verfestigt wird. Nach dem Verfestigen der Mischung sind zwischen den Polystyrolpartikeln Zement-, Kalkzement- oder Gipspartikel angeordnet. Dadurch werden zwar die Festigkeit und die Tragfähigkeit der verfestigten Mischung erhöht, jedoch nimmt die Wärmedämmung der Baustoffmischung ab, weil Zement, Kalkzement und Gips die Wärme besser leiten als Polystyrol.
Aus DE 28 22 356 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers hervor, bei dem Granulate geschäumter, mit einem mineralischen Bindemittel vermischter Thermoplaste mit Wasser und wasserlöslichem Acrylharz vermischt und in eine Form gegossen werden, in der die Mischung erhärtet. Auch diese Baustoffmischung enthält mineralische Bindemittel, wie Zement mit Sand und Kies, welche die Wärmedämmung des Formkörpers reduzieren.
Die DE 44 80 670 T1 offenbart eine Zement und Aggregat umfassende Mörtelzusammensetzung, die 3 bis 35 Gewichtsteile einer wässrigen Dispersionszusammensetzung enthält, die eine Epoxidharzdispersion umfasst.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Baustoffmischung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, die sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine gute Wärmedämmung ermöglicht. Mittels der Baustoffmischung sollen Formkörper im Wesentlichen ohne Druckeinwirkung auf die betreffende Form herstellbar sein. Ferner besteht die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einer solchen Baustoffmischung anzugeben.
Bezüglich der Baustoffmischung ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist eine Baustoffmischung, dadurch gekennzeichnet, dass die Polystyrolteilchen eine Rohdichte von neunzehn bis siebenundzwanzig Gramm pro Liter aufweisen und dass die Polystyrolteilchen als Rundkorn mit einer Körnung von einem halben bis vier Millimeter Durchmesser ausgebildet sind.
Dadurch, dass die Baustoffmischung Polystyrolteilchen enthält, welche mit einem Kleber versehen sind, verbinden sich die Polystyrolteilchen miteinander, ohne dass sie aufgeschäumt werden müssen. Hierdurch wird vermieden, dass sich die Polystyrolteilchen ausdehnen, wodurch auf die Wandung des Hohlraums, in dem sich die Polystyrolteilchen befinden, kein besonderer Druck ausgeübt wird. Des Weiteren weist ein aus der erfindungsgemäßen Baustoffmischung hergestellter Formkörper eine hohe Porosität auf, wodurch er luft- und wasserdurchlässig ist.
Da die Polystyrolteilchen nur durch den Kleber miteinander verbunden sind, kommt dem Kleber eine besondere Bedeutung zu. Es hat sich heraus gestellt, dass ein Kleber, der eine wässrige Acrylat-Styrol-Dispersion oder eine gleichwertige Dispersion aufweist, sehr gut geeignet ist. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Kleber herausgestellt, der aus einem Volumenanteil ALBERDINGK^®AS 2685 und drei bis acht, insbesondere vier bis sieben, vorzugsweise fünf Volumenanteilen Wasser besteht. Ein derartiger Kleber ist dünnflüssig genug, um die Oberflächen aller Polystyrolteilchen nahezu vollständig zu benetzen beziehungsweise zu befeuchten und hat eine genügend große Festigkeit, die Polystyrolteilchen fest, das heißt nahezu unlösbar, miteinander zu verbinden.
Als sehr vorteilhaft haben sich Polystyrolteilchen herausgestellt, welche eine Rohdichte von neunzehn bis siebenundzwanzig, insbesondere einundzwanzig bis fünfundzwanzig, vorzugsweise dreiundzwanzig Gramm pro Liter haben.
Es hat sich heraus gestellt, dass die Rohdichte erheblichen Einfluss auf die Wärmedämmung der Baustoffmischung hat und in dem angegebenen Bereich eine optimale Wärmedämmung erreicht wird.
Besonders vorteilhaft haben sich Polystyrolteilchen herausgestellt, welche als Rundkorn mit einer Körnung von einem halben bis vier, insbesondere ein bis drei, vorzugsweise zwei Millimeter Durchmesser ausgebildet sind. Hierdurch wird in optimaler Weise ein Formkörper erreicht, der eine hohe Porosität aufweist und eine hohe Festigkeit hat. Des Weiteren hat die Baustoffmischung sehr gute Fließeigenschaften.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst, dass aus als Rundkorn mit einer Körnung von einem halben bis vier Millimeter Durchmesser ausgebildeten Polystyrolteilchen mit einer Rohdichte von neunzehn bis siebenundzwanzig Gramm pro Liter bestehendes Granulat derart mit einem eine wässrige Acrylat-Styrol-Dispersion aufweisenden Kleber übergossen oder in einen solchen eingebracht wird, dass die Polystyrolteilchen nur durch den Kleber miteinander verbunden sind, dass nicht an den Polystyrolteilchen haftender Kleber von dem Granulat entfernt wird, das Granulat in einen dem Formkörper entsprechenden Hohlraum einer Form oder in einen Hohlraum eines Bausteins eingebracht wird und zugewartet wird, bis der Kleber abgebunden hat. Je nach Umgebungstemperatur kann die Abbindezeit zwei bis drei Tage betragen. Bei Raumtemperatur (23 Grad Celsius) kann eine Abbindung bereits nach etwa vierundzwanzig Stunden erfolgen.
Dadurch, dass die Polystyrolteilchen mit Kleber übergossen oder in Kleber eingebracht werden, ist gewährleistet, dass die Oberflächen aller Polystyrolteilchen mit Kleber versehen werden. Da nicht an den Polystyrolteilchen haftender Kleber entfernt wird, kann zur Versehung der Polystyrolteilchen mit Kleber eine große Menge Kleber verwendet werden. Überschüssiger Kleber kann aufgefangen und weiter verwendet werden.
Da die Polystyrolteilchen nicht mehr aufgeschäumt werden, kann eine zur Herstellung des Formkörpers erforderliche Form in Leichtbauweise hergestellt werden. In gleicher Weise kann das aus den mit Kleber versehene Polystyrolteilchen bestehende Granulat in den Hohlraum eines Bausteins eingebracht werden, der keine hohe Festigkeit hat.
Nachdem der Kleber abgebunden hat, kann das nunmehr verfestigte Granulat beziehungsweise der Formkörper entformt werden beziehungsweise der Baustein, in dessen Hohlraum das Granulat eingebracht werden, verwendet werden.
Als sehr vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die Form oder der Baustein, in die beziehungsweise in den die mit Kleber versehene Polystyrolteilchen eingebracht wurden, mittels eines Rüttlers gerüttelt wird. Hierdurch wird vermieden, dass sich innerhalb des Formkörpers Hohl- beziehungsweise Fehlstellen bilden. Darüber hinaus wird das Einbringen des Granulats in die Form oder den Baustein beschleunigt.
Als sehr vorteilhaft hat sich ein Rüttler herausgestellt, mit einem Hub von einem halben bis fünf, vorzugsweise einem Millimeter und einer Rüttelfrequenz von zehn bis hundert Hertz, vorzugsweise dreißig Hertz.
Des Weiteren hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, dass das in der Form oder in dem Baustein vorhandene Granulat einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Dies kann in einer Wärmekammer geschehen oder mittels warmer Luft, mittels welcher das Granulat angeblasen wird. Häufig genügt es, lediglich bestimmte Stellen, wie beispielsweise zugängliche Oberflächen mittels warmer Luft anzublasen. Die Temperatur der Warmluft kann etwa dreißig bis siebzig, vorzugsweise sechzig Grad Celsius betragen. Zur Abbindung der Oberflächen des Granulats genügt eine Wärmebehandlung von zehn bis neunzig, vorzugsweise dreißig Sekunden.

Claims

Baustoffmischung, die Polystyrolteilchen enthält, die nur durch einen an ihnen anhaftenden, eine wässrige Acrylat-Styrol-Dispersion aufweisenden Kleber miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polystyrolteilchen eine Rohdichte von neunzehn bis siebenundzwanzig Gramm pro Liter aufweisen und dass die Polystyrolteilchen als Rundkorn mit einer Körnung von einem halben bis vier Millimeter Durchmesser ausgebildet sind.
Baustoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polystyrolteilchen eine Rohdichte von einundzwanzig bis fünfundzwanzig, vorzugsweise dreiundzwanzig, Gramm pro Liter haben.
Baustoffmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polystyrolteilchen mit einer Körnung von ein bis drei, vorzugsweise zwei, Millimeter Durchmesser ausgebildet sind.
Formkörper, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Baustoffmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erhaltenes, mit abgebundenem Kleber versehenes Granulat aufweist.
Formkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als Baustein ausgestaltet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bausteins, wobei aus als Rundkorn mit einer Körnung von einem halben bis vier Millimeter Durchmesser ausgebildeten Polystyrolteilchen mit einer Rohdichte von neunzehn bis siebenundzwanzig Gramm pro Liter bestehendes Granulat derart mit einem eine wässrige Acrylat-Styrol-Dispersion aufweisenden Kleber übergossen oder in einen solchen eingebracht wird, dass die Polystyrolteilchen nur durch den Kleber miteinander verbunden sind, wobei nicht an den Polystyrolteilchen haftender Kleber von dem Granulat entfernt wird, und wobei das Granulat in einen dem Formkörper entsprechenden Hohlraum einer Form oder in einen Hohlraum eines Bausteins eingebracht wird und zugewartet wird, bis der Kleber abgebunden hat.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Baustein mittels eines Rüttlers gerüttelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das in dem Baustein vorhandene Granulat einer Wärmebehandlung unterzogen wird.