DE102010051059A1 - Mineralized woodchip - Google Patents

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Abstract

Bei einem Zuschlagstoff aus Holzspänen mit einer Ummantelung aus einem mineralischen Bindemittel, enthält die Ummantelung neben dem mineralischen Bindemittel weitere mineralische Feinstpartikel, wobei wenigstens 50% der weiteren mineralischen Partikel einen Partikeldurchmesser von 0,05 bis 0,7 μm aufweisen.In the case of an aggregate made from wood chips with a coating made from a mineral binder, the jacket contains further fine mineral particles in addition to the mineral binder, with at least 50% of the further mineral particles having a particle diameter of 0.05 to 0.7 μm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zuschlagstoff bestehend aus Holzspänen mit einer Ummantelung aus einem mineralischen Bindemittel, sowie die Verwendung dieses Zuschlagstoffes und ein Verfahren zu seiner Herstellung.The present invention relates to an aggregate consisting of wood shavings with a sheath of a mineral binder, and the use of this additive and a process for its preparation.

In der Bauindustrie versteht man unter Zuschlagstoffen in der Regel natürliche oder künstlich hergestellte Gesteinskörnungen (wie beispielsweise Blähton), welche zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Baustoffen (z. B. Betone) verwendet werden. Bei Rohdichten von nicht mehr als 2000 kg/m3 oder Schüttdichten von nicht mehr als 1200 kg/m3 spricht man von leichten Gesteinskörnungen und die Europäische Norm DIN EN 13055-1 findet Anwendung.In the construction industry, aggregates are generally understood to mean natural or artificially produced aggregates (such as expanded clay) which are used for the production of hydraulically bound building materials (eg concretes). At bulk densities of not more than 2000 kg / m 3 or bulk densities of not more than 1200 kg / m 3 , one speaks of light aggregates and the European Standard DIN EN 13055-1 applies.

Zur Schonung der natürlichen Ressourcen ist es besonders vorteilhaft, nachwachsende Rohstoffe als Baumaterial in Form von Zuschlagstoffen einzusetzen. Allerdings darf die Qualität des Baustoffes unter Verwendung der nachwachsenden Rohstoffe nicht leiden, sondern der Baustoff muss allgemein und umfassend be- und verarbeitet sowie auf dem Markt kostengünstig angeboten werden können.To protect the natural resources, it is particularly advantageous to use renewable raw materials as building material in the form of aggregates. However, the quality of the building material must not suffer from the use of renewable raw materials, but the building material must be generally and extensively processed and processed on the market and can be offered inexpensively.

Ein Beispiel für derartige nachwachsende Rohstoffe sind Hackschnitzel, die entweder als Abfallprodukt bei der Holzbearbeitung anfallen oder gezielt aus Holzstämmen gewonnen werden. Unbearbeitete Hackschnitzel haben jedoch ebenso wie Holz den Nachteil, dass sie anfällig für Schädlings- und Schimmelbefall sind. Eine Verbesserung der bioziden Eigenschaften der Hackschnitzel kann u. a. durch eine schützende Ummantelung erreicht werden.An example of such renewable raw materials are wood chips, which are either obtained as a waste product in woodworking or specifically obtained from logs. However, unprocessed wood chips, like wood, have the disadvantage that they are susceptible to pest and mold infestation. An improvement of the biocidal properties of wood chips can u. a. be achieved by a protective sheath.

Die Festigkeit (Druckfestigkeit) eines mineralisch gebundenen Bauteils mit mineralisch ummantelten Hackschnitzeln als Zuschlagstoff ist deutlich höher als bei konventionellen Holzbetonen, die mit unbehandelten Holzspänen als Zuschlagsmaterial hergestellt werden. Der Festigkeitszuwachs wird bis zu 50 Prozent betragen, variiert aber hinsichtlich der gewählten Mischungsbestandteile geringfügig nach oben oder unten.The strength (compressive strength) of a mineral-bonded component with mineral-coated wood chips as aggregate is significantly higher than in conventional wood concretes, which are produced with untreated wood chips as aggregate. The increase in strength will be up to 50 percent, but varies slightly upwards or downwards with respect to the chosen mixture constituents.

Unbehandelte organische Zuschläge wie Holzspäne sind nicht für Anwendungen im konstruktiven Bereich ausgerichtet. Begründen lässt sich der Ausschluss organischer Zuschläge zum einen mit einer geringen Kornrohdichte, welche sich durch eine generelle Minderung der Zuschlagsleistungsfähigkeit negativ auf die erreichbare Druckfestigkeit des damit hergestellten Betons auswirkt. Zum anderen trägt der Ausschluss der Tatsache Rechnung, dass sich organische Zuschläge im alkalischen Milieu des erhärtenden Betons nicht inert verhalten. Bereits in geringer Konzentration führen die, in fast allen organischen Zuschlägen vorkommenden Zucker, zu erheblichen Hydratationsproblemen bis hin zur kompletten Inhibierung der Hydratationsprozesse.Untreated organic aggregates such as wood chips are not designed for structural applications. The reason given for the exclusion of organic aggregates on the one hand with a low grain density, which has a negative impact on the achievable compressive strength of the concrete produced by a general reduction in the aggregate performance. On the other hand, the exclusion takes into account the fact that organic aggregates in the alkaline environment of the hardening concrete are not inert. Already in low concentration lead, occurring in almost all organic supplements sugar, to considerable hydration problems to complete inhibition of the hydration processes.

Durch die in diesem Antrag beschriebene Mineralisierung der Holzspäne werden die oben aufgezeigten Einschränkungen effektiv behoben. Die Mineralisierung erhöht die Kornrohdichte des Zuschlags deutlich und führt damit zu einer gesteigerten Zuschlagsleistungsfähigkeit. Zudem wurden die in den Holzspänen vorkommenden Zucker bereits während des Mineralisierungsvorgangs gelöst, so dass die inhibierende Wirkung der mineralisierten Späne deutlich geringer ausfällt als bei unbehandelten Spänen. Somit werden organische Zuschläge durch die Mineralisierung zu einem attraktiven Zuschlagsstoff in der Bauindustrie.The mineralization of wood chips described in this application effectively addresses the above limitations. The mineralization significantly increases the aggregate grain density of the aggregate and thus leads to an increased aggregate efficiency. In addition, the sugars found in the wood chips were already dissolved during the mineralization process, so that the inhibiting effect of the mineralized chips is much lower than with untreated shavings. Thus, organic aggregates through the mineralization become an attractive aggregate in the construction industry.

Aus der DE 27 15 533 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzbeton bekannt, durch das sowohl eine Mineralisierung als auch eine biozide Imprägnierung der Holzspäne erreicht werden soll. Dazu wird ein Zusatzmittel bestehend aus Erdalkalioxiden bzw. Erdalkalihydroxiden zu einem hydraulischen Bindemittel gemischt und mit dieser Mischung der einzelne Holzspan ummantelt.From the DE 27 15 533 A1 A method for the production of wood concrete is known, by which both a mineralization and a biocidal impregnation of the wood chips is to be achieved. For this purpose, an additive consisting of alkaline earth oxides or alkaline earth metal hydroxides is mixed to a hydraulic binder and coated with this mixture of individual wood chip.

In der DE 19 13 939 A1 wird als Mineralisierungsmittel für eine solche Ummantelung Ameisensäure oder Formiate der Alkali- bzw. Erdalkalielemente und des Ammoniums vorgeschlagen.In the DE 19 13 939 A1 is proposed as a mineralizer for such a coating formic acid or formates of the alkali or alkaline earth metal elements and of ammonium.

In der DE 24 35 105 A1 wird eine Konservierung und Mineralisierung der Holzspäne dadurch erreicht, dass aktivierter Schwefel zu einer Mischung aus Holzbeton gegeben wird, wobei die Aktivierung des Schwefels durch die Verwendung von Metalloxiden und Metallhydroxiden sowie sauer reagierende Salze erreicht wird.In the DE 24 35 105 A1 For example, preservation and mineralization of the wood chips is achieved by adding activated sulfur to a mixture of wood-concrete, whereby the activation of the sulfur is achieved through the use of metal oxides and metal hydroxides as well as acidic salts.

Ein ähnlicher Zuschlagstoff ist auch aus der US 1 762 267 A bekannt, bei dem einzelne Holzstückchen mit einem Mantel aus Gips, Kalk oder Zement umgeben werden. Für einen hydrophoben Zuschlagsstoff ist die Beimischung weitere Substanzen mit hydrophoben Eigenschaften erforderlich.A similar aggregate is also from the US 1 762 267 A known, in which individual pieces of wood are surrounded by a coat of gypsum, lime or cement. For a hydrophobic aggregate, the admixture requires further substances with hydrophobic properties.

Aus der FR 863 626 A ist ein Zuschlagstoff aus Holzschnitzeln bekannt, bei dem die Holzschnitzel mit Kalziumkarbonat ummantelt sind. Die Hydratisierung des pulverförmig zugemischten Branntkalks erfolgt mittels der aufgesogenen CaCl2-Salzlösung in den getränkten Holzstückchen.From the FR 863 626 A is an aggregate of wood chips known in which the wood chips are coated with calcium carbonate. The hydration of the pulverulent admixed quicklime is carried out by means of the absorbed CaCl 2 salt solution in the impregnated pieces of wood.

Aus der EP 0 735 162 A ist die Verstärkung von Pflanzenfasern durch eine Metallverbindung in Verbindung mit einem anorganischen oder organischen Bindemittel bekannt.From the EP 0 735 162 A For example, the strengthening of plant fibers by a metal compound in conjunction with an inorganic or organic binder is known.

Die WO 93/09943 A offenbart einen Zuschlagstoff aus Lignocellulose mit einem Kern aus einem Holzspan und einer Doppelbeschichtung aus Kaolin. The WO 93/09943 A discloses a lignocellulosic aggregate having a core of a wood chip and a dual coating of kaolin.

Die WO 2007/124727 A2 beschreibt schließlich einen lignocellulosischen Zuschlagstoff aus Holz, Schäben und/oder Halmpflanzteilchen, die mit einem ausgehärteten mineralischen Bindemittel ummantelt sind. Das Bindemittel besteht aus Dolomitkalk und/oder Zement. Ziel des oben genannten Verfahrens ist die Vermeidung einer erneuten Wasseraufnahme des lignocellulosischen Zuschlagstoffs. Um dies zu erreichen werden Hydrophobierungsmittel auf der Oberfläche der Ummantelung aufgebracht. Zudem wird der lignocellulosische Kern jedes Einzelelementes mit einer Salzfracht versehen. Durch die Verwendung von Salzen besteht allerdings eine erhebliche Korrosionsgefahr. Auch handelt es sich bei den verwendeten Salzen um Chloride, so dass bei einem Beton mit dem entsprechenden Zuschlagstoff Chloride freigesetzt und hierdurch eingebettete Bewehrungsstähle, Leitungen sowie alle metallischen Materialien angegriffen werden können. Bei einer Durchnässung würden die Chloride gelöst und könnten zusätzlich benachbarte Bauteile angreifen. In der Bauindustrie ist bekannt, dass sich eine Vielzahl von Bauschäden auf Chloridbelastung zurückführen lassen.The WO 2007/124727 A2 finally describes a lignocellulosic aggregate of wood, shives and / or Halmpflanzteilchen, which are coated with a cured mineral binder. The binder consists of dolomitic lime and / or cement. The aim of the above-mentioned method is to avoid a renewed water absorption of the lignocellulosic additive. To achieve this, water repellents are applied to the surface of the sheath. In addition, the lignocellulosic core of each individual element is provided with a salt load. By using salts, however, there is a considerable risk of corrosion. Also, the salts used are chlorides, so that released in a concrete with the appropriate aggregate chlorides and thereby embedded reinforcing steels, pipes and all metallic materials can be attacked. If soaked, the chlorides would be dissolved and could additionally attack neighboring components. In the construction industry it is known that a variety of building damage can be attributed to chloride pollution.

Nachteilig an all diesen bekannten Ummantelungen ist die Verwendung von zusätzlichen Stoffen, die nicht den in der Bauindustrie gebräuchlichen entsprechen. Langzeiteffekte, wie etwa strukturelle Veränderungen der Bausubstanz auf Grund von Wechselwirkungen mit anderen Substanzen, können daher ebenso wenig ausgeschlossen werden wie die Belastung von (Wohn-)Gebäuden mit Schadstoffen.A disadvantage of all these known sheaths is the use of additional substances that do not correspond to those commonly used in the construction industry. Long-term effects, such as structural changes in the building fabric due to interactions with other substances, can therefore be ruled out just as little as the pollution of (residential) buildings with pollutants.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen mineralisierten Holzspan als Zuschlagstoff bereitzustellen, ohne dass zur Herstellung Materialien verwendet werden, die später beim Einsatz als Baustoff zu Schäden führen können und somit in allen Betonanwendungen bedenkenlos verwendet werden können.The object of the present invention is therefore to provide a mineralized wood chip as an additive, without the use of materials that can later cause damage as a construction material when used as a building material and thus can be safely used in all concrete applications.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Ummantelung der Holzspäne neben dem ausgehärteten mineralischen Bindemittel weitere mineralische Feinstpartikel enthält, wobei wenigstens 50%, bevorzugt 85%, dieser weiteren mineralischen Feinstpartikel einen vorherrschende Teilchengröße von 0,05 bis 0,7 μm, bevorzugt 0,06 bis 0,15 μm, aufweisen. Diese Partikel sind damit durchschnittlich etwa 100-mal kleiner als die Partikel eines herkömmlichen mineralischen Bindemittels (z. B. Zement CEM I 42/5 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 16 μm). Die Feinheit der Partikel erlaubt eine vollständig geschlossene Ummantelung die eine erhöhte Haftfähigkeit zwischen Holzzellwand und der mineralischen Ummantelung bei den einzelnen Spänen bewirkt, was sich mit reinem Bindemittel aufgrund der gröberen Körnung in dieser Qualität nicht erreichen lässt.This object is achieved with the features of claim 1, characterized in that the sheathing of the wood chips in addition to the hardened mineral binder contains further mineral fines, wherein at least 50%, preferably 85%, of this further mineral fines a predominant particle size of 0.05 to 0 7 μm, preferably 0.06 to 0.15 μm. On average, these particles are about 100 times smaller than the particles of a conventional mineral binder (eg cement CEM I 42/5 with an average particle size of 16 μm). The fineness of the particles allows a completely closed sheath which causes an increased adhesion between the wood cell wall and the mineral sheath in the individual shavings, which can not be achieved with pure binder due to the coarser grain size in this quality.

Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, als mineralische Feinstpartikel mineralische Farbpigmente zu verwenden, da diese in den geforderten Partikeldurchmessern verhältnismäßig kostengünstig verfügbar sind. Zudem sind solche Pigmente im Baugewerbe von ihrer Anwendung in Weißbinderarbeiten und Betonerzeugnissen bekannt. Dadurch kann auf eine sehr aufwendige Herstellung oder einen sehr teuren Einkauf spezieller Nano-Materialien verzichtet werden. Vorteilhaft ist zudem, dass damit gleichzeitig eine Färbung des Produktes erzielt werden kann, ohne dass weitere Arbeitsschritte notwendig sind.It has turned out to be particularly advantageous to use mineral color pigments as mineral fines, since these are available relatively inexpensively in the required particle diameters. In addition, such pigments are known in the construction industry from their use in whitening and concrete products. This can be dispensed with a very expensive production or a very expensive purchase of special nano-materials. It is also advantageous that at the same time a coloring of the product can be achieved without further steps are necessary.

Der Anteil der mineralischen Feinstpartikel liegt zwischen 0,5 und 2 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,5 und 1,5 Gew-% und besonders bevorzugt bei etwa 1,3 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Festzuschlags (bestehend aus Holzspänen, mineralischem Bindemittel und mineralische Feinstpartikel) bzw. zwischen 1 bis 6 Gew.-% bezogen auf die mineralische Bindemittelmenge. Dadurch liegen ausreichend Partikel vor, um eine vollständige Ummantelung auf Nano-Ebene zu garantieren.The proportion of mineral fines is between 0.5 and 2 wt .-%, preferably between 0.5 and 1.5 wt% and more preferably at about 1.3 wt .-% based on the total weight of the fixed surcharge (consisting of Wood chips, mineral binder and mineral fines) or between 1 and 6 wt .-% based on the mineral binder amount. As a result, sufficient particles are present to guarantee complete encasing at the nano level.

Der Anteil der Holzspäne liegt zwischen 55 und 75 Gew.-%, bevorzugt zwischen 65 und 70 Gew.-%, und der Anteil des mineralischen Bindemittels liegt zwischen 23 und 44 Gew.-%, bevorzugt zwischen 28 und 34 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Festzuschlags (bestehend aus Holzspänen, mineralischem Bindemittel und mineralische Feinstpartikel). Die genannten Anteile beziehen sich jeweils auf ofentrockene Mischungsbestandteile.The proportion of wood chips is between 55 and 75 wt .-%, preferably between 65 and 70 wt .-%, and the proportion of the mineral binder is between 23 and 44 wt .-%, preferably between 28 and 34 wt .-%, each based on the total weight of the fixed surcharge (consisting of wood chips, mineral binder and mineral fines). The proportions referred in each case relate to oven-dry mixture constituents.

Industriell sind vor allem längliche Hackschnitzel mit einer Länge von 20 bis 65 mm verfügbar. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich für Hackschnitzel-Schüttungen insbesondere kurze, kubische Hackschnitzel eignen. Für die Verwendung von Wärmedämmelementen eignen sich besonders in der Hobelindustrie anfallende Reststoffe in Form von sehr dünnen Flachspänen, die üblicher Weise in gerollter Form anfallen. Im akustischen sowie konstruktiven Einsatz werden bevorzugt Längsspäne in gemischter Struktur eingesetzt.Longitudinal wood chips with a length of 20 to 65 mm are mainly available industrially. However, it has been found that, in particular, short, cubic wood chips are suitable for wood chips. For the use of thermal insulation elements are particularly suitable in the planing industry accumulating residues in the form of very thin shavings, the usual manner incurred in rolled form. In acoustic and constructional use, longitudinal chips in a mixed structure are preferably used.

Je nach Dicke der Ummantelung der Hackschnitzel, sowie nach Anzahl der Mineralisierungen, und der gewählten Spanform liegt das Schüttgewicht für die trockenen mineralisierten Späne zwischen 50 bis 500 kg/m3.Depending on the thickness of the cladding of the wood chips, as well as the number of mineralization, and the selected chip shape, the bulk density for the dry mineralized chips between 50 to 500 kg / m 3 .

Als mineralisches Bindemittel werden bevorzugt Dolomit, Kalk, Anhydritbinder, Magnesiabindemittel, Gips und/oder Zement verwendet, da es sich hierbei um Stoffe handelt, die in der Bauindustrie üblich sind. Es wird somit vermieden, größere Anteile an unter Umständen schädlichen Fremdstoffen in den Beton einzuführen. Allgemein eignen sich besonders hydraulische Bindemittel. Hydraulische Bindemittel sind Bindemittel, die, im Gegensatz zum unhydraulischen Bindemittel, auch unter Anwesenheit von Wasser abbinden und wasserunlöslich sind. Dies sind z. B. Puzzolane, Trass, und Zement. Das Bindemittel liegt nach erfolgter Reaktion in hydratisierter Form vor. The mineral binder used is preferably dolomite, lime, anhydrite binder, magnesia binder, gypsum and / or cement, since these are substances which are customary in the construction industry. It is thus avoided to introduce larger amounts of potentially harmful foreign substances in the concrete. In general, hydraulic binders are particularly suitable. Hydraulic binders are binders which, in contrast to the unhydraulic binder, set even in the presence of water and are insoluble in water. These are z. Pozzolans, trass, and cement. The binder is present after the reaction in hydrated form.

Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung des Zuschlagstoffes als Leichtzuschlag in der Bauindustrie, wobei. der Zuschlagstoff als klassischer Grobzuschlag für Betone eingesetzt werden kann. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, aus dem Zuschlagstoff eine Schüttung herzustellen, die bspw. anschließend mit Estrich, Gussasphalt oder Trockenbauplatten abgedeckt wird.The invention further includes the use of the aggregate as a lightweight aggregate in the construction industry, wherein. the aggregate can be used as a classic coarse aggregate for concretes. It is also within the scope of the invention to produce from the aggregate a bed, which is, for example, then covered with screed, mastic asphalt or drywall.

Die ummantelten Holzspäne sind unbegrenzt lagerfähig und können so für die Herstellung von Leichtbeton als Konstruktionsbeton sowie für die Herstellung von Wand- und Deckenelementen mit sehr guten bauphysikalischen Eigenschaften eingesetzt werden. Die Eigenschaften solcher Betone oder auch geformter Elemente werden gekennzeichnet durch eine, verglichen mit herkömmlichen Leichtbetonen derselben Rohdichteklasse, überdurchschnittliche Wärmedämmung. Je nach Art des Bauteils (kornporig bei geschlossenem Gefüge oder haufwerksporig bei porigem Gefüge) lassen sich für Dämmschichten Lambda-Werte von bis zu 0,07 W/mK erreichen. Darüber hinaus ist das Material diffusionsoffen und sorgt aus diesem Grund für ein hervorragenden Feuchtigkeitsausgleich.The sheathed wood shavings can be stored indefinitely and can thus be used for the production of lightweight concrete as structural concrete as well as for the production of wall and ceiling elements with very good building physics properties. The properties of such concretes or shaped elements are characterized by an above-average thermal insulation compared to conventional lightweight concretes of the same gross density class. Depending on the type of component (grain-porous with closed structure or porous with porous structure) lambda values of up to 0.07 W / mK can be achieved for insulating layers. In addition, the material is diffusion-open and therefore provides excellent moisture balance.

Bauteile aus ummantelten Holzspänen können Dübel, Nägel und Schrauben aufnehmen und Kräfte übertragen. Die Oberfläche eines Wand- und Deckenelementes, welches den erfindungsgemäßen Zuschlagstoff enthält, eignet sich als Putzträger wie auch als Innenschale für hinterlüftete Fassadenelemente. Weiterhin sind solche Elemente in haufwerksporiger Ausführung hervorragende Absorbermedien für den Schallschutz, es können Absorptionseigenschaften von ≥ 8 dB erzielt werden. Damit können solche Elemente auch im Lärmschutzbau an Schienen- bzw. Verkehrswegen erfolgreich eingesetzt werden.Components made from shaved wood chips can absorb dowels, nails and screws and transmit forces. The surface of a wall and ceiling element containing the additive of the invention is suitable as a plaster base as well as an inner shell for ventilated facade elements. Furthermore, such elements in haufwerksporiger execution are excellent absorber media for sound insulation, it absorption properties of ≥ 8 dB can be achieved. Thus, such elements can be successfully used in noise protection on rail or traffic routes.

Das Material ist als Dämmmaterial auch in Form einer losen Schüttung unter Estrichen und Trockenestrichen geeignet. Hier wird neben einer überdurchschnittlichen Trittschalldämmung (bis zu 26 db) auch eine hervorragende Wärmedämmung (bis zu λ = 0,07 W/mK) erreicht. Die Schüttung kann als nicht wandernd bezeichnet werden und darf somit auch nach aktuellen Vorschriften trocken eingebaut werden.The material is also suitable as insulating material in the form of a loose fill under screeds and dry screeds. In addition to an above-average impact sound insulation (up to 26 db), excellent thermal insulation (up to λ = 0.07 W / mK) is achieved here. The bed can be described as non-migratory and may therefore be installed dry according to current regulations.

Monolithische Wand- bzw. Deckenanteile aus den mineralisierten Spänen als Zuschlagstoff haben eine Rohdichte zwischen 200 und 1600 kg/m3 Die Rohdichte variiert dabei stark in Abhängigkeit von der Ausführungsart. Haufwerksporige Dämmschichten und Absorbermaterialien mit mineralisierten Holzspänen als Zuschlagsstoff haben eine Rohdichte zwischen 200 und 1000 kg/m3, Konstruktionsbetone mit geschlossenem Gefüge liegen bei Rohdichten zwischen 500 und 1600 kg/m3.Monolithic wall or ceiling portions of the mineralized chips as aggregate have a bulk density between 200 and 1600 kg / m 3 The density varies greatly depending on the embodiment. Aggregated insulation layers and absorber materials with mineralized wood chips as aggregate have a bulk density between 200 and 1000 kg / m 3 , structural concretes with a closed structure are at gross densities between 500 and 1600 kg / m 3 .

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes, wobei a) eine der zuvor benannten Spanfraktion und Spanart vorzugsweise aus entrindeten Baumstämmen gewonnen wird, b) die Spanfraktion mit mineralischem Bindemittel, weiteren mineralischen Feinstpartikeln mit einem Partikeldurchmesser von 0,05 bis 0,7 μm und Wasser intensiv vermischt und ummantelt wird und c) die ummantelte Spanfraktion zu einem Haufwerk aufgeschüttet und dieses Haufwerk mit ausreichender Zeit zum Hydratisieren, vorzugsweise wenigstens 8 Stunden, gelagert wird und bei Bedarf anschließend in der Umgebungsluft bzw. in einem thermischen Trockner getrocknet wird.The invention also provides a process for the production of the aggregate according to the invention, wherein a) one of the previously named chip fraction and particle type is preferably obtained from debarked tree trunks, b) the chip fraction with mineral binder, further mineral fines with a particle diameter of 0.05 to 0 , 7 microns and water is mixed thoroughly and sheathed and c) the jacketed chip fraction heaped into a heap and this heap with sufficient time for hydration, preferably at least 8 hours, stored and then dried in the ambient air or in a thermal dryer if necessary becomes.

Die kubische Spanfraktion wird mit besonders dafür konzipierten Zerkleinerungs- bzw. Separationsmaschinen hergestellt. Die entrindeten Stämme werden dazu zerkleinert und der dabei gewonnene kubische Span anschließend über eine Siebanlage, bevorzugt Schwingsiebe, fraktioniert. Grobteile, die über eine bestimmte Größe hinausgehen, sowie Feinfraktionen werden ausgesondert und nur die geeignete Mittelfraktion in den weiteren Prozess geleitet. Grundsätzlich lassen sich kubische Hackschnitzel auch aus Industriespänen herstellen. Allerdings lässt sich bei der Zerkleinerung der Industriespäne die benötigte kubische Form weniger zielsicher erreichen und es ist durch das Aussieben bedingt mit einer deutlich höheren Menge an Ausschussmaterial zu rechnen. Für die Verwendung als akustisches Dämmmaterial können auch Längsspäne aus Hackschnitzeln mit einer Länge von bis zu 35 mm verwendet werden, wobei diese in einem Separationsprozess gesondert derart bearbeitet werden, damit die Spanstruktur den Rezepturen der Absorbermedien entsprechend geeignet sind. Die weitere Bearbeitung der Hackschnitzel geschieht in der gleichen Produktionsanlage wie bei der Herstellung von kubischen oder Hobelspanfraktionen.The cubic chip fraction is produced with specially designed crushing and separation machines. The debarked logs are crushed and then the cubic chip obtained then fractionated through a sieve, preferably vibrating sieves. Coarse particles exceeding a certain size and fine fractions are separated and only the appropriate middle fraction is passed on to the further process. Basically, cubic wood chips can also be produced from industrial chips. However, when crushing the industrial chips, the required cubic shape can be achieved less accurately and it is due to the screening with a significantly higher amount of waste material expected. For use as an acoustic insulating material and longitudinal chips from wood chips can be used with a length of up to 35 mm, which are processed separately in a separation process so that the chip structure to the formulations of the absorber media are suitable. The further processing of the chips takes place in the same production plant as in the production of cubic or planed chip fractions.

In einer speziell hierfür modifizierten Beton – Mischanlage werden die fraktionierten Späne gewogen und dann gemäß der Rezeptur mit Bindemittel, mineralischen Feinstpartikeln mit einem Partikeldurchmesser von 0,05 bis 0,7 μm und Anmachwasser vermischt. Dies geschieht bei erhöhter Drehzahl des Mischers und damit verbundenen erhöhten Zentrifugalkräften im Mischgut. Die Feuchtigkeit der Holzspäne wird dabei durch Feuchtigkeitssensoren vor Zugabe in den Mischer gemessen und die benötigte Menge an Anmachwasser entsprechend angepasst. Der eigentliche Mischprozess dauert an, bis sich die Hackschnitzel gleichmäßig mit Bindemittelleim bestehend aus Bindemittel, Feinstpartikeln und Wasser, ummantelt haben.In a specially modified concrete mixing plant, the fractionated chips weighed and then mixed according to the recipe with binder, mineral fines with a particle diameter of 0.05 to 0.7 microns and mixing water. This happens at increased speed of the mixer and associated increased centrifugal forces in the mix. The moisture of the wood chips is measured by moisture sensors before adding to the mixer and adjusted the required amount of mixing water accordingly. The actual mixing process continues until the chips have been coated uniformly with binder consisting of binder, ultrafine particles and water.

Die fertig ummantelten kubischen oder länglichen Hackschnitzel bzw. Hobelspäne fallen aus dem Mischer auf ein Förderband und werden luftig zu einem Haufwerk aufgeschüttet. Die Verweildauer der Späne in diesem Haufwerk wird so gewählt, dass die Reaktion des verwendeten Bindemittels sicher eingetreten ist. Dies dauert mindestens 8 Stunden, als günstig haben sich vor allem Zeiten von wenigstens 48 Stunden erwiesen. Um eine Verbindung der einzelnen Späne untereinander zu unterbinden, werden die Späne in einem gewissen Intervall bewegt bzw. umgeschichtet. Diese Umschichtung ist so lange notwendig, bis die Reaktion des Bindemittels eingetreten ist. Ein Umschichten kann auch durch Rüttelrinnen oder andere halb – oder automatisierte Verfahren gewährleistet werden. Sobald die Reaktion des Bindemittels eingetreten und hinreichend lange fortgeschritten ist, werden die Späne für die weitere Verwendung gelagert. Vor der weiteren Bearbeitung, wie etwa eine Absackung oder einer Verladung, kann es notwendig sein, die Späne in einem Trockner vollständig auf die benötigte Restfeuchtigkeit zu trocknen.The finished jacketed cubic or elongated wood chips or wood shavings fall from the mixer on a conveyor belt and are heaped up airy to a pile. The residence time of the chips in this heap is chosen so that the reaction of the binder used has occurred safely. This takes at least 8 hours, as have proven particularly favorable times of at least 48 hours. In order to prevent a connection of the individual chips with each other, the chips are moved or rearranged at a certain interval. This shift is necessary until the reaction of the binder has occurred. Shifting can also be ensured by vibrating troughs or other semi - or automated processes. Once the reaction of the binder has occurred and progressed sufficiently long, the chips are stored for further use. Before further processing, such as bagging or loading, it may be necessary to completely dry the chips in a dryer to the required residual moisture.

Es ist vorteilhaft, die Späne für bestimmte Einsatzgebiete mit einer mehrfachen Ummantelung zu versehen, wofür die Verfahrensschritte b) und c), nämlich das Mischen und das anschließende Trocknen im Haufwerk mehrfach, zumindest aber zweimal, durchgeführt werden müssen. Dadurch können verschiedene Bindemittelzusammensetzungen angewendet werden und somit die Eigenschaften des Zuschlagstoffes variiert werden. Vor allem zweifach ummantelte Späne sind wesentlich schwerer entflammbar als unbehandelte Holzspäne. So werden sie als lose Schüttungen in der Baustoffklasse B2 und als gebundene Schüttung oder als Zuschlagstoff im Bauteil im B1 eingestuft.It is advantageous to provide the chips for certain applications with a multiple sheathing, for which the process steps b) and c), namely the mixing and the subsequent drying in the heap several times, but at least twice, must be performed. As a result, different binder compositions can be applied and thus the properties of the additive can be varied. Above all doubly sheathed chips are much less flammable than untreated wood shavings. Thus, they are classified as loose fillings in building material class B2 and as bonded bed or as aggregate in the building component in B1.

Einfach mineralisierte Späne können in Betonwerken etc. zu gebundenen, monolithischen Bauteilen weiterverarbeitet werden. Zweifach mineralisierte Späne eignen sich ebenfalls als Ausgangsmaterial für Beton, insbesondere aber für lose Schüttungen, Beetabdeckungen (vor allem zur Verhinderung von Unkrautbildung), als Designelement und vieles mehr.Simply mineralized chips can be processed in concrete plants, etc. to form bonded, monolithic components. Double mineralized chips are also suitable as a starting material for concrete, but especially for loose fillings, bed covers (especially to prevent weed formation), as a design element and much more.

Ziel des Mischprozesses ist es, den Leim bestehend aus Bindemittel, mineralischen (Feinst-)Partikeln und Wasser möglichst gleichmäßig um die Holzpartikel zu verteilen und damit eine homogene Ummantelung zu gewährleisten. Dies erfolgt vorteilhaft bei Rotordrehzahlen zwischen 40 und 120 U/min, bevorzugt etwa 70 U/min in einer dreiachsialen Bewegung. Dazu werden Mischertypen eingesetzt, die erhöhte Zentrifugalkräfte bei dreidimensionalen Materialtransport sicherstellen. Mit dieser speziellen Technik ist eine zielsichere und reproduzierbare Ummantelung der Späne gewährleistet, da durch erhöhte Drehzahlen und besonders angeordnete Mischwerkzeuge schwebende Mischzustände im Material erreicht werden. Es stellt sich eine überlagerte axiale und radiale Bewegung des Mischguts in Form eines schraubenförmigen dreidimensionalen Transports ein, der sich kreisförmig im Mischtrog fortsetzt.The aim of the mixing process is to distribute the glue consisting of binder, mineral (ultrafine) particles and water as evenly as possible around the wood particles, thus ensuring a homogeneous coating. This is advantageously carried out at rotor speeds between 40 and 120 U / min, preferably about 70 U / min in a three-axis motion. For this purpose, mixer types are used, which ensure increased centrifugal forces in three-dimensional material transport. With this special technology, a targeted and reproducible sheathing of the chips is guaranteed, since by increased speeds and specially arranged mixing tools floating mixing conditions in the material can be achieved. This results in a superimposed axial and radial movement of the mixed material in the form of a helical three-dimensional transport, which continues in a circular manner in the mixing trough.

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Claims (10)

Zuschlagstoff aus Holzspänen mit einer Ummantelung aus einem mineralischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung neben dem mineralischen Bindemittel weitere mineralische Feinstpartikel enthält und wenigstens 50%, bevorzugt wenigstens 80%, der weiteren mineralischen Partikel einen Partikeldurchmesser von 0,05 bis 0,7 μm, vorzugsweise 0,06 bis 0,15 μm, aufweisen.Aggregate of wood shavings with a sheath of a mineral binder, characterized in that the sheath contains in addition to the mineral binder further mineral fines and at least 50%, preferably at least 80%, of the further mineral particles has a particle diameter of 0.05 to 0.7 microns , preferably 0.06 to 0.15 microns, have. Zuschlagstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Feinstpartikel mineralische Farbpigmente sind.Aggregate according to claim 1, characterized in that the mineral fines are mineral color pigments. Zuschlagstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der mineralischen Feinstpartikel zwischen 0,5 und 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Festzuschlags beträgt.Aggregate according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of mineral fines is between 0.5 and 2 wt .-% based on the total weight of the fixed surcharge. Zuschlagstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Anteil der bevorzugt ofentrockenen Holzspäne zwischen 55 und 75 Gew.-% und der Anteil des mineralischen Bindemittels zwischen 23 und 44 Gew.-% bezogen auf den Zuschlagstoff beträgt.Aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of preferably oven-dried wood chips between 55 and 75 wt .-% and the proportion of the mineral binder is between 23 and 44 wt .-% based on the aggregate. Zuschlagstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzspäne kubisch, länglich oder in Form von Hobelspänen ausgebildet sind.Aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that the wood chips are cubic, oblong or in the form of wood shavings. Zuschlagstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mineralische Bindemittel Dolomit, Kalk, Anhydritbinder, Magnesiabindemittel, Gips und/oder Zement enthält.Aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that the mineral binder contains dolomite, lime, anhydrite binder, magnesia binder, gypsum and / or cement. Verwendung des Zuschlagstoffs nach einem der vorhergehenden Ansprüche als lose oder gebundene Schüttung bzw. als Leichtzuschlag, für Holzbetone in gefügedichter oder haufwerksporiger Ausführung für den Einsatz als Wärme- oder Lärmdämmung, bzw. für konstruktive Anwendungsgebiete.Use of the aggregate according to any one of the preceding claims as a loose or bound bulk or as a lightweight aggregate, for wood concretes in packaged or hardwood construction for use as heat or noise insulation, or for constructive applications. Verfahren zur Herstellung des Zuschlagstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei a) eine kubische oder längliche Spanfraktion, bzw. Hobelspäne aus entrindeten Baumstämmen gewonnen wird, b) die Spanfraktion mit mineralischem Bindemittel, weiteren mineralischen Partikeln mit einem Partikeldurchmesser von 0,05 bis 0,7 μm, vorzugsweise 0,06 bis 0,15 μm, und Wasser intensiv vermischt und ummantelt wird, c) die ummantelte Spanfraktion zu einem Haufwerk aufgeschüttet und dieses für vorzugsweise mindestens 8 Stunden gelagert wird.A process for the production of the additive according to any one of claims 1 to 6, wherein a) a cubic or elongated chip fraction or shavings from debarked tree trunks is obtained, b) the chip fraction with mineral binder, further mineral particles with a particle diameter of 0.05 to 0.7 .mu.m, preferably 0.06 to 0.15 .mu.m, and water is thoroughly mixed and sheathed, c) the jacketed chip fraction is poured into a heap and this is stored for preferably at least 8 hours. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritten b) und c) mindestens zweimal wiederholt werden.A method according to claim 8, characterized in that the method steps b) and c) are repeated at least twice. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen bei Rotordrehzahlen zwischen 40 und 120 U/min in einer dreiaxialen Bewegung erfolgt.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the mixing takes place at rotor speeds between 40 and 120 U / min in a three-axial movement.
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