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Die Erfindung betrifft einen mineralischen Leichtzuschlag als pulverförmiges Schüttgut für die Herstellung von Baustoffen, wie etwa Leichtputzen, Leichtbauplatten oder dergleichen mit 50 Gew.-% oder mehr, insbesondere etwa 70 Gew.-% einer eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere mehr als 0,2 mm und weniger als 1 mm aufweisenden mittelkörnigen Fraktion.
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Leichtzuschläge werden bei der Herstellung von Baustoffen zur Reduzierung der Dichte unter gleichzeitiger Verbesserung der Ergiebigkeit, des Dämmwerts und der Dampfdurchlässigkeit benutzt. Dabei haben mineralische Leichtzuschläge mit Blick auf ihre Brennstabilität und durch die porositätsbedingte Diffusionsoffenheit besondere Bedeutung erhalten. Allerdings sind mineralische Leichtzuschläge fragil und unterliegen bei mechanischer Beanspruchung durch Druck und/oder Schwerkräfte einem nennenswerten Abrieb. Daher können sich die ursprünglich eingestellten Eigenschaften mineralischer Leichtzuschläge beim Transport, in Mischprozessen und anderen Verfahrensstufen verändern.
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In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß Leichtzuschläge im Rahmen ihrer Verarbeitung in vielen Fällen über weite Strecken pneumatisch gefördert und anschließend in mechanischen Mischern mit anderen Baustoffbestandteilen gemischt werden. Es hat sich gezeigt, daß die mit Blick auf die Ergiebigkeit, den Dämmwert und die Dampfdurchlässigkeit bevorzugten mittelkörnigen Leichtzuschläge die gewünschten Eigenschaften nach ihrer Verarbeitung in vielen Fällen nicht mehr zeigen. Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mineralischen Leichtzuschlag bereitzustellen, der die eingestellten Eigenschaften auch im Verlauf des Transports und der Mischung mit anderen Baustoffen behält.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Leichtzuschläge gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß der mineralische Leichtzuschlag 5 Gew.-% oder mehr, insbesondere etwa 10 Gew.-%, aber weniger als 50 Gew.-% einer eine Teilchengröße von mehr als 0,5 mm, insbesondere mehr als 1 mm, besonders bevorzugt aber weniger als 2,5 mm, insbesondere 2 mm oder weniger aufweisenden grobkörnigen Fraktion aufweist.
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Diese Lösung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß die grobkörnige Fraktion bei der Verarbeitung von Leichtzuschlägen einen mechanischen Puffer nach Art eines Airbags bildet, mit dem die mittelkörnige Fraktion geschützt wird. Durch diese schützenden Eigenschaften bleibt die Funktionalität des mittelkörnigen Leichtzuschlags erhalten. Es wird der Abrieb der Leichtzuschläge bei Transport, Mischen und dergleichen reduziert. Der Verbrauch von Leichtzuschlägen wird reduziert, weil die Wirksamkeit durch die den mechanischen Puffer bildende grobkörnige Fraktion bewahrt wird. Schließlich wird der Erhalt der gewünschten physikalischen Eigenschaften von Baustoffen, wie etwa Putzen, Leichtbauplatten und Schüttungen bei Einsatz erfindungsgemäßer Leichtzuschläge mit einer grobkörnigen Fraktion sichergestellt.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß der Einsatz grobkörniger Leichtzuschläge als solcher bekannt ist. Allerdings ist die Herstellung grobkörniger Leichtzuschläge mit hohen Kosten verbunden. Ferner weisen grobkörnige Leichtzuschläge regelmäßig eine höhere Dichte auf als körnige Leichtzuschläge. Daher wird die gewünschte Gewichtsreduzierung mit grobkörnigen Leichtzuschlägen in Rohform auch nicht erhalten.
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Wie eingangs bereits erläutert, sind die mechanischen Eigenschaften mineralischer Leichtzuschläge in vielen Fällen problematisch. Beim Einsatz erfindungsgemäßer Leichtzuschläge können die mechanischen Eigenschaften der damit hergestellten Baustoffe, insbesondere die Biegezugfestigkeit verbessert werden, wenn der Leichtzuschlag bis zu 25 Gew.-%, insbesondere etwa 20 Gew.-% oder weniger, aber vorzugsweise mehr als 5 Gew.-%, einer feinkörnigen Fraktion bzw. einer plättchenförmigen Fraktion mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 mm oder weniger, insbesondere 0,1 mm oder weniger aufweist.
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Die plättchenförmigen Zuschläge dienen der Verbesserung des E-Moduls. Dadurch können die beim Einsatz mineralischer Leichtzuschläge im Vergleich zu organischen Leichtzuschlägen, wie etwa Styropor, hervortretenden Nachteile niedrigerer Elastizität ausgeglichen werden. Die Verwendung von plättchenförmigen bzw. feinkörnigen Leichtzuschlägen, wie geblähten Perlitplättchen, Mica, Bimsstaub und dergleichen, führen zur Erhöhung der Biegezugfestigkeit und somit zu einer Verbesserung der Elastizität und der Dauerhaftigkeit der Endprodukte wie Putz, Leichtbauplatten oder Füllungen.
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Bei der Verarbeitung erfindungsgemäßer Leichtzuschläge hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die grobkörnige Fraktion mit synthetischen Polymeren bzw. Kunstharzen, wie etwa Silikonen und/oder Siloxanen versetzt ist. Es entsteht so eine Imprägnierung der grobkörnigen Fraktion, deren Grenzfläche plastische bzw. elastische Eigenschaften verliehen werden. Diese Eigenschaften verbessern den oben geschilderten Airbag-Effekt zum Schutz der mittelkörnigen Fraktion.
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Wie vorstehend bereits angesprochen, kann mindestens eine Fraktion des Leichtzuschlags Perlite, Blähglas und/oder Blähton aufweisen.
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Die Erfindung wird dabei mit besonderem Vorteil bei der Verarbeitung von Perlite aufweisenden Leichtzuschlägen eingesetzt. Bei Perliten handelt es sich um ein vulkanisches oder synthetisches Glas mit eingelagertem Wasser, das roh eine Dichte von 900 bis 1000 kg pro m3 aufweisen kann. Durch Glühen auf ca. 800°C bis 1000°C blähen sich Perlite auf das 15- bis 20-Fache ihres Ursprungsvolumens auf. Dann weisen Perlite eine Schüttdichte von 50 bis 100 kg pro m3 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,04 bis 0,07 W/mK auf. Diese günstigen mechanischen bzw. thermodynamischen Eigenschaften werden allerdings begleitet von einer erhöhten Fragilität aufgrund der glasartigen Struktur. Hier wird der oben geschilderte Airbag-Effekt mit besonderem Vorteil zum Schutz der mittelkörnigen Fraktion des Leichtzuschlags eingesetzt.
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Die vorstehend beschriebenen Teilchengrößen werden mit Hilfe von Luftstrahlsieben bzw. einem Siebturm gemäß DIN 66165 ermittelt.
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Bei der Verwendung erfindungsgemäßer Leichtzuschläge zur Herstellung eines Leichtputzes oder einer Leichtbauplatte werden die Leichtzuschläge mit anderen Baustoffbestandteilen, wie etwa Zement, Flugasche, anderen Zuschlägen und/oder Zusatzstoffen vermischt und als Trockenmischung am Einsatzort mit Wasser vermengt und/oder werkseitig bereits zu einer verarbeitungsfertigen Mischung weiterverarbeitet. Ein erfindungsgemäßer Leichtputz weist ... Gew.-% eines erfindungsgemäßen Leichtzuschlags auf. Eine erfindungsgemäße Leichtbauplatte weist .... Gew.-% eines erfindungsgemäßen Leichtzuschlags auf.
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Es wird an dieser Stelle abschließend darauf hingewiesen, daß die Schüttdichte der mittelkörnigen Fraktion geringer ist als die Schüttdichte der grobkörnigen Fraktion und die Schüttdichte der feinkörnigen Fraktion. Daher wird regelmäßig versucht, den Anteil der mittelkörnigen Fraktion so hoch wie möglich zu gestalten, ohne daß dadurch die mechanischen Eigenschaften bei der Verarbeitung und Verwendung erfindungsgemäßer Leichtzuschläge übermäßig beeinträchtigt werden. Eine besondere Rolle spielt dabei der Einsatz der feinkörnigen Fraktion, mit der die Elastizität der Fertigprodukte erhöht wird. Das spielt im Besonderen bei thermischen Beanspruchungen mit Blick auf die dadurch erreichte verbesserte Biegezugfestigkeit eine besondere Rolle. Eine Erhöhung der Druckfestigkeit erfolgt durch Einsatz der feinkörnigen Fraktion regelmäßig nicht. Durch Einsatz erfindungsgemäßer Leichtzuschläge können die nachstehend zusammengefaßten Nachteile der Einzelfraktion kompensiert werden und die mechanischen und thermodynamischen Eigenschaften optimiert werden:
Die grobkörnige Fraktion ist regelmäßig besonders teuer, sie weist eine hohe Dichte auf. Daraus resultieren schlechte thermische Eigenschaften und eine niedrige Ergiebigkeit.
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Die mittelkörnige Fraktion kann oft nur mit einer schlechten Ausbeute hergestellt werden. Sie ist daher auch teuer. Wegen der vorstehend geschilderten mechanischen Beanspruchung kommt es zu einem erhöhten Abrieb bei der Verarbeitung, insbesondere beim pneumatischen Transport und der Vermischung. Das hat eine schlechtere Reproduzierbarkeit bei der Herstellung zur Folge.
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Die Dichte der feinkörnigen Fraktion ist zu hoch. Das führt zu einer schlechten Isolierung. Darüber hinaus wird häufig eine Brückenbildung bei der Dosierung beobachtet.
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Durch die erfindungsgemäße Mischung der zwei, insbesondere drei Fraktionen werden diese Probleme gegenseitig kompensiert und die Eigenschaften des Leichtzuschlags optimiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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