DE102012100084A1 - CRAFT PLATE WITH CELL STRUCTURE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lehmbauplatte zur Verkleidung und/oder für den Aufbau von Raumbegrenzungen, wobei die Lehmbauplatte eine quaderförmige Grundform mit einer Länge, einer Breite und einer Dicke aufweist, wobei die Dicke kleiner als die Länge und die Breite ist, und wobei die Lehmbauplatte eine Zellstruktur (1) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen (2) aufweist, deren Zellwände sich zumindest in Dickenrichtung erstrecken und mit Lehmbaustoff gefüllt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Lehmbauplatte, bei welchem eine Zellstruktur (1) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen bereitgestellt wird, in welche ein Lehmbaustoff eingefüllt und ausgehärtet wird.The present invention relates to a clay building board for cladding and / or for the construction of room boundaries, wherein the clay building board has a rectangular basic shape with a length, a width and a thickness, wherein the thickness is smaller than the length and the width, and wherein the clay building board a cell structure (1) having a plurality of juxtaposed cells (2) whose cell walls extend at least in the thickness direction and are filled with clay building material. The invention further relates to a method for producing a clay building board, in which a cell structure (1) is provided with a plurality of juxtaposed cells into which a clay building material is filled and cured.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lehmbauplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Lehmbauplatte. The present invention relates to a Lehmbauplatte according to the preamble of
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Lehmbauplatten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele hierfür sind in der
Die bekannten Lehmbauplatten bestehen im Wesentlichen aus Lehm und Fasern sowie möglichen weiteren Zusatzstoffen, wie beispielsweise Funktionsmaterialien wie Latentwärmespeichern. Die Lehmbauplatten weisen hervorragende wärme- und feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaften auf und sind aufgrund ihrer Hauptbestandteile unter der daraus sich ergebenden vollständigen biologischen Abbaubarkeit leicht entsorgbar sowie aufgrund von Wiederverwendbarkeit von ungebranntem Lehm auch gut recycelbar. The known Lehmbauplatten consist essentially of clay and fibers and possible other additives, such as functional materials such as latent heat storage. The clay building boards have excellent heat and moisture-regulating properties and, because of their major constituents, are readily disposable under the resulting total biodegradability and are also readily recyclable due to reusability of unfired clay.
Allerdings ergeben sich bei Lehmbauplatten teilweise Probleme hinsichtlich der Stabilität und der mechanischen Festigkeit sowie bei der Herstellung durch das Schwindungsverhalten des Lehmbaustoffs bei der Trocknung. However, in clay building boards, problems arise in terms of stability and mechanical strength as well as in the production due to the shrinkage behavior of the clay building material during drying.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
AUFGABE DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lehmbauplatte bereitzustellen, die die Probleme des Standes der Technik vermeidet bzw. zumindest reduziert, so dass eine Lehmbauplatte bereitgestellt wird, die eine ausreichende mechanische Stabilität und Festigkeit aufweist und gleichzeitig die Vorteile von Lehmbauplatten beibehält. Außerdem soll eine entsprechende Lehmbauplatte leicht herstellbar und vielfältig einsetzbar sein. It is therefore an object of the present invention to provide a clay building board which avoids or at least reduces the problems of the prior art, thus providing a clay building board which has sufficient mechanical stability and strength while maintaining the advantages of clay building boards. In addition, a corresponding Lehmbauplatte should be easy to manufacture and versatile.
TECHNISCHE LÖSUNG TECHNICAL SOLUTION
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lehmbauplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a clay building board with the features of
Die Erfindung schlägt vor, eine Lehmbauplatte mit einer Zellstruktur mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen auszubilden, wobei die Zellen so aufgebaut sind, dass sich die Zellwände zumindest in Dickenrichtung der Lehmbauplatte erstrecken. Durch die dreidimensionale Zellstruktur, die insbesondere als Wabenstruktur ausgebildet sein kann, wird der Lehmbauplatte eine gute mechanische Stabilität und Festigkeit verliehen und gleichzeitig wird erreicht, dass die Schwindung des Lehmbaustoffs bei Trocknung auf die lokalen Bereiche der Zellen begrenzt wird, so dass Probleme einer zu großen globalen Schwindung vermieden werden. Entsprechend können auch Zusammensetzungen von Lehmbaustoffen eingesetzt werden, die ansonsten aufgrund der Schwindungsproblematik nicht eingesetzt werden können. The invention proposes to form a clay building panel having a cell structure with a multiplicity of cells arranged next to one another, wherein the cells are constructed in such a way that the cell walls extend at least in the thickness direction of the clay building panel. Due to the three-dimensional cell structure, which may be formed in particular as a honeycomb structure, the clay building board is given a good mechanical stability and strength and at the same time is achieved that the shrinkage of the clay building material is limited when drying on the local areas of the cells, so that problems are too large global shrinkage are avoided. Accordingly, it is also possible to use compositions of clay building materials which otherwise can not be used due to the shrinkage problem.
Die Zellen der Zellstruktur können in Form von Röhren vorgesehen sein, die sich entlang der Dickenrichtung der Lehmbauplatte erstrecken, wobei die Zellen an ihren Enden offen sind, d.h. dass an den Hauptflächen der Lehmbauplatte, die durch die Länge und die Breite aufgespannt sind, keine Zellwand der Zellstruktur vorliegt, sondern der in die Zellen gefüllte Lehmbaustoff vorliegt. The cells of the cell structure may be in the form of tubes extending along the thickness direction of the clay building panel, the cells being open at their ends, i. that on the main surfaces of the clay building board, which are spanned by the length and the width, no cell wall of the cell structure is present, but is present in the cells filled clay building material.
Allerdings können die Zellen der Zellstruktur auch als Becher ausgebildet sein, bei denen ein Ende der Zellen in Dickenrichtung verschlossen ist, so dass die Zellstruktur eine Hauptfläche der Lehmbauplatte bildet. However, the cells of the cell structure may also be formed as cups, in which one end of the cells is closed in the thickness direction, so that the cell structure forms a major surface of the Lehmbauplatte.
Die Zellstruktur kann auch durch eine dreidimensionale Gitter- oder Fachwerkstruktur gebildet sein, wobei die Zellen durch steife oder flexible Stäbe oder Streifen begrenzt sein können. Insbesondere kann die Zellstruktur durch ein dreidimensionales Gewebe, z.B. mit Glasfasern, gebildet sein, bei dem zumindest teilweise formstabile Gewebestäbe für eine zumindest in einer Raumrichtung selbsttragende dreidimensionale Struktur sorgen, die leicht mit Lehmbaustoff verfüllt werden kann. The cell structure may also be formed by a three-dimensional lattice or truss structure, wherein the cells may be bounded by rigid or flexible rods or strips. In particular, the cell structure may be defined by a three-dimensional tissue, e.g. be formed with glass fibers, in which at least partially dimensionally stable tissue rods provide a self-supporting in at least one spatial direction three-dimensional structure that can be easily filled with clay building material.
Die Zellen können im Querschnitt quer zur Dickenrichtung unterschiedliche Grundrisse aufweisen und beispielsweise quadratisch, rechteckförmig, trapezförmig, dreieckig, viereckig, sechseckig, mehreckig und/oder oval sein. Besonders vorteilhaft hat sich ein sechseckiger Grundriss der Zellen zur Bildung einer Honigwabenstruktur gezeigt. The cells may have different ground plans in cross section transversely to the thickness direction and be, for example, square, rectangular, trapezoidal, triangular, quadrangular, hexagonal, polygonal and / or oval. Particularly advantageous is a hexagonal plan of the cells has been shown to form a honeycomb structure.
Die Zellstruktur kann aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet werden, beispielsweise aus Papier, Pappe, Holz, Kunststoffen, Synthetikfasern, Keramikfasern, Karbonfasern, Glasfasern, Naturfasern oder Metall. Auch Kombinationen dieser Werkstoffe sind vorstellbar. Besonders vorteilhaft sind Zellstrukturen, die aus Naturfasern wie Leinen, Hanf, Baumwolle, Jute oder Bambus sowie aus Papier oder Pappe oder Holz gebildet sind. Bei diesen Materialien ist eine einfache Entsorgung der Lehmbauplatte nach ihrer Verwendung durch Kompostierung möglich. Darüber hinaus ist auch eine Wiederverwendung durch Aufbereitung des Lehmbaustoffs möglich. Auch andere Werkstoffe für die Zellstruktur sind vorteilhaft, wie beispielsweise Kunststoffe, da auch sie in einfacher Weise von den Lehmbaustoffen getrennt werden können und die Lehmbaustoffe bzw. Kunststoffe dann wiederverwertet werden können. The cell structure may be formed of different materials, such as paper, cardboard, wood, plastics, synthetic fibers, ceramic fibers, carbon fibers, glass fibers, natural fibers or metal. Combinations of these materials are conceivable. Particularly advantageous are cell structures made of natural fibers such as linen, hemp, cotton, jute or bamboo and paper or Cardboard or wood are formed. With these materials, easy disposal of the clay building board after its use by composting is possible. In addition, a reuse by processing the clay building material is possible. Other materials for the cell structure are advantageous, such as plastics, as well as they can be easily separated from the clay building materials and the clay building materials or plastics can then be recycled.
Die Lehmbauplatte kann zusätzlich zu der Zellstruktur ein oder mehrere flächige Trägerelemente aufweisen, die insbesondere entlang oder parallel zu einer Hauptfläche der Lehmbauplatte, die durch die Längs- und Breitenseiten aufgespannt sind, angeordnet sein können. Insbesondere können flächige Trägerelemente an den Außenseiten und/oder in Verbindung mit der Zellstruktur an einer der Hauptflächen bzw. an zwei gegenüberliegenden Hauptflächen vorgesehen sein, um die Stabilität der Lehmbauplatte weiter zu verbessern oder die Anschlussmöglichkeiten oder die dekorative Gestaltung der Oberflächen der Lehmbauplatte weiter zu verbessern. The clay building board may have, in addition to the cell structure, one or more planar support elements, which may be arranged in particular along or parallel to a main surface of the clay building board, which are spanned by the longitudinal and broad sides. In particular, flat support elements may be provided on the outer sides and / or in connection with the cell structure on one of the main surfaces or on two opposing main surfaces in order to further improve the stability of the Lehmbauplatte or to further improve the connectivity or the decorative design of the surfaces of Lehmbauplatte ,
Ein entsprechendes flächiges Trägerelement kann in Form eines Gewebes, eines Vlieses, einer Folie oder einer Platte vorgesehen sein, wobei als Materialien dieselben Materialien in Frage kommen wie für die Zellstruktur. A corresponding planar carrier element can be provided in the form of a woven fabric, a fleece, a foil or a plate, the materials used being the same materials as for the cell structure.
Die Lehmbauplatte kann einen Lehmbaustoff umfassen, der durch jeden bekannten und geeigneten Lehmbaustoff gebildet sein kann. Insbesondere kann der Lehmbaustoff Lehm, Sand, Ton, Ziegel, Gesteine, Mineralien, Holzteile, Zweige, Holzspäne, Fasern, natürliche pflanzliche Fasern, Hanf, Jute, Leinen, Baumwolle, Bambus, Schilf, Stroh, tierische Fasern, Schafwolle, Pferdehaare, synthetische Fasern, Glasfasern, keramische Fasern und/oder sonstige Zusatzstoffe, wie beispielsweise Phasenwechselmaterialien (PCM phase change materials), umfassen. The clay building panel may comprise a clay building material which may be formed by any known and suitable clay building material. In particular, the clay building material clay, sand, clay, brick, rocks, minerals, wood parts, twigs, wood chips, fibers, natural vegetable fibers, hemp, jute, linen, cotton, bamboo, reeds, straw, animal fibers, sheep wool, horse hair, synthetic Fibers, glass fibers, ceramic fibers and / or other additives, such as phase change materials (PCM phase change materials) include.
Insbesondere der Zusatz von Phasenwechselmaterialien, die auch als Latentwärmespeicher bezeichnet werden können, ermöglicht eine Intensivierung der Klimatisierungsfunktion von Lehmbauplatten mit Wärmespeicherung und Wärmeabgabe. In particular, the addition of phase change materials, which can also be referred to as latent heat storage, allows an intensification of the air conditioning function of Lehmbauplatten with heat storage and heat dissipation.
Die Zellstruktur kann als selbsttragende Struktur ausgebildet sein, die bei der Herstellung beispielsweise auf einem ebenen Untergrund angeordnet wird, um dann mit dem Lehmbaustoff gefüllt zu werden. Darüber hinaus sind auch Zellstrukturen denkbar, die nicht selbsttragend ausgebildet sind und durch eine Hilfskonstruktion beim Befüllen mit Lehmbaustoff in der entsprechenden Form gehalten werden müssen. The cell structure may be formed as a self-supporting structure, which is arranged during manufacture, for example, on a flat surface, in order to then be filled with the clay building material. In addition, cell structures are conceivable that are not self-supporting and must be kept in the appropriate form by an auxiliary structure when filling with clay building material.
Durch die Verwendung einer Zellstruktur ist es möglich, neben fließfähigem Lehmbaustoff auch nur rieselfähigen Lehmbaustoff einzusetzen, der in die Zellstruktur eingefüllt und anschließend verpresst oder gewalzt oder allgemein verdichtet wird. Entsprechend wird der Lehmbaustoff beim Einfüllen mit etwas Übermaß eingefüllt, welches dem Verdichtungsgrad beim Pressen oder Walzen entspricht. Insbesondere kann der Lehmbaustoff als erdfeuchter Lehmbaustoff eingesetzt werden. Das Verdichten eines erdfeuchten Lehmbaustoffs hat unter anderem den Vorteil, dass sofort nach dem Verdichten eine feste Struktur vorliegt und nach kurzer Trocknung eine hohe Härte und Festigkeit gegeben ist, so dass die Fertigungszeiten stark verkürzt werden. By using a cell structure, it is possible to use in addition to flowable clay building material only free-flowing clay building material, which is filled into the cell structure and then pressed or rolled or generally compacted. Accordingly, the clay building material is filled during filling with some excess, which corresponds to the degree of compaction during pressing or rolling. In particular, the clay building material can be used as a humid clay building material. The compacting of a soil-moist clay building material has, inter alia, the advantage that immediately after compacting, a solid structure is present and after a short drying high hardness and strength is given, so that the production times are greatly reduced.
Damit ist es möglich, Lehmbaustoffe mit beispielsweise einem hohen Tonanteil größer oder gleich 33 Gewichtsprozent, insbesondere größer oder gleich 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise größer oder gleich 66 Gewichtsprozent, zu verwenden. This makes it possible to use clay building materials with, for example, a high clay content greater than or equal to 33 percent by weight, in particular greater than or equal to 50 percent by weight, preferably greater than or equal to 66 percent by weight.
Auf die Zellstruktur mit den mit Lehmbaustoff gefüllten Zellen können entsprechend flächige Trägerelemente oder sonstige Schichten und Lagen aufkaschiert bzw. aufgebracht werden. On the cell structure with the cells filled with clay building material corresponding planar support elements or other layers and layers can be laminated or applied.
Insbesondere ist es möglich, eine Lehmbauplatte mit mehreren Lagen aus Zellstrukturen und/oder flächigen Trägerelementen auszubilden, so dass vielfältige Kombinationen an Zellstrukturen und flächigen Trägerelementen sowie sonstigen Funktionsschichten möglich sind, wobei die einzelnen Lagen in unterschiedlicher Dicke und/oder Ausgestaltung vorgesehen werden können. Als Funktionsschichten können beispielsweise Schichten mit Heizelementen oder Kühlelementen sowie Schichten mit Installationskanälen vorgesehen werden. Auch dekorative Endschichten oder Schall- oder Wärmedämmschichten sowie Brandschutzschichtenkönnen als entsprechende Funktionsschichten verwirklicht werden. In particular, it is possible to form a clay building board with several layers of cell structures and / or planar support elements, so that diverse combinations of cell structures and planar support elements and other functional layers are possible, wherein the individual layers can be provided in different thickness and / or configuration. For example, layers with heating elements or cooling elements as well as layers with installation channels can be provided as functional layers. Also decorative end layers or sound or heat insulation layers and fire protection layers can be realized as corresponding functional layers.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in The accompanying drawings show in a purely schematic manner in FIG
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE EMBODIMENTS
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of embodiments, wherein the invention is not limited to these embodiments.
Die
In gleicher Weise kann die Zellstruktur aus unterschiedlichsten Materialien, wie beispielsweise Gewebe, insbesondere Naturfaser- oder Glasfasergewebe, oder aus Papier oder Pappe gebildet sein. Die Verwendung von Papier bzw. Pappe zur Ausbildung der Zellstruktur
Aber auch bei der Verwendung von Kunststoffen für die Zellstruktur
Als Lehmbaustoff kann in der erfindungsgemäßen Lehmbauplatte jeder geeignete Lehmbaustoff eingesetzt werden, wobei durch die Verwendung der Zellstruktur
Bei der Verwendung von rieselfähigen Lehmbaustoffen, beispielsweise erdfeuchten Lehmbaustoffen mit vorzugsweise hohem Tonanteil kann die Zellstruktur
Die
Darüber hinaus können, wie in
Darüber hinaus können weitere Lagen vorgesehen sein, die beispielsweise dekorative Deckschichten oder sonstige Funktionsschichten beinhalten können. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Lehmbauplatten Installationskanäle oder Kühl- und Heizelemente in Form von Rohren, Matten oder dergleichen umfassen. In addition, further layers may be provided, which may include, for example, decorative cover layers or other functional layers. For example, the clay building boards according to the invention may include installation channels or cooling and heating elements in the form of pipes, mats or the like.
Die entsprechenden Rohre, Kanäle, Leitungen und Matten können beispielsweise zwischen oder in flächigen Trägerelementen oder zusätzlichen Schichten mit Lehmbaustoff vorgesehen werden. The corresponding pipes, channels, pipes and mats can, for example, between or provided in flat support elements or additional layers with clay building material.
Der Lehmbaustoff, der zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Lehmbauplatte verwendet wird, kann sämtliche bekannten Bestandteile von Lehmbaustoffen umfassen, wobei für die einzelnen Lagen oder auch innerhalb einer Lage, beispielsweise innerhalb einer Zellstruktur, unterschiedliche Zusammensetzungen von Lehmbaustoffen Verwendung finden können, insbesondere auch als Gradientenwerkstoff. The clay building material used to form the clay building board according to the invention may comprise all known constituents of clay building materials, it being possible to use different compositions of clay building materials for the individual layers or even within one layer, for example within a cell structure, in particular also as gradient material.
Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Lehmbauplatte ein Lehmbaustoff eingesetzt werden, der Latentwärmespeicher umfasst, also Substanzen, die als Phasenwechselmaterialien (PCM phase change materials) bekannt sind. Derartige Materialien dienen dazu, dass entsprechende Phasenübergänge, beispielsweise von flüssig zu fest oder fest zu flüssig Energie bzw. Wärme aufnehmen und speichern, um sie bei Bedarf wieder abzugeben. In particular, in the Lehmbauplatte invention, a clay building material can be used, which includes latent heat storage, ie substances that are known as phase change materials (PCM phase change materials). Such materials serve to record and store corresponding phase transitions, for example from liquid to solid or solid to liquid, in order to release them again when needed.
Die
Die Zellstruktur der
Die
Das Vlies- oder Gewebe kann neben einer Verstärkungsfunktion und neben einer Verbessrung der Haftung von Oberflächenschichten auch als Heizelement ausgebildet sein, wenn es beispielsweise aus Carbon-Fasern gebildet ist, so dass bei Anschluss einer elektrischen Heizquelle eine Widerstandsheizung realisiert werden kann. The nonwoven or woven fabric can be formed as a heating element in addition to a reinforcing function and in addition to an improvement in the adhesion of surface layers, if it is formed for example of carbon fibers, so that when connecting an electric heating source, a resistance heating can be realized.
Die erfindungsgemäße Lehmbauplatte kann als großformatige Platte mit einer Länge in der Größenordnung von Raumhöhen, wie beispielsweise 2 bis 3 m, und einer Breite von 1 m bis 1,50 m hergestellt werden. Auch kleinere oder größere Formate sind selbstverständlich möglich. Insbesondere kann eine derartige Lehmbauplatte als vollständig vorgefertigtes Wandelement ausgeführt werden, wobei die Größe prinzipiell nicht beschränkt ist. The clay building board according to the invention can be prepared as a large-sized plate with a length in the order of room heights, such as 2 to 3 m, and a width of 1 m to 1.50 m. Even smaller or larger formats are of course possible. In particular, such a clay building board can be designed as a completely prefabricated wall element, the size is not limited in principle.
Wie in
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen realisiert werden, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen aller vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited to these embodiments, but modifications are possible in such a way that individual features omitted or other types of combinations of features are realized without that the scope of protection of the appended claims is abandoned. The present disclosure includes all combinations of all featured individual features.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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