DE102018116426A1

DE102018116426A1 - Bauelement aus Stroh

Info

Publication number: DE102018116426A1
Application number: DE102018116426.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus Stroh, bestehend aus einer Vielzahl von Strohhalmen (13) und einem Bindemittel, wobei die Strohhalme (13) in einer Verarbeitungsebene des Bauelements (14, 25) in Längsrichtung zueinander ausgerichtet vorliegen oder ausgerichtet werden und nachfolgend mit einem Bindemittel benetzt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bauelement bestehend aus Stroh und einem Bindemittel, bei dem die Halme (13) des Strohs in dem Bauelement (14, 25) in einer Verarbeitungsebene in Längsrichtung zueinander ausgerichtet vorliegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement aus Stroh sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.
Derartige Bauelemente werden beispielsweise beim Errichten von Gebäuden, insbesondere von ökologischen Wohngebäuden verwendet.
Bei bekannten verwendeten Techniken im Bau wird Stroh als Dämmmaterial eingesetzt. Hierzu wird ein Ständersystem erstellt, in das Stroh eingebracht wird, oder es werden fertige Elemente in Form von mit Holz beplankten Bauelementen verwendet.
Vorgefertigte dämmende Bauelemente aus Stroh mit Beplankung bzw. Umrahmung sind beispielsweise in der DE 20 2017 000 543 U1 vorgeschlagen.
Weiterhin ist es beispielsweise aus der EP 0 969 156 A2 bekannt, ein Bindemittel zuzusetzen und die einzelnen Stroh- bzw. Faserabschnitte in regellos gemischter Form partiell miteinander zu verbinden.
Nachteiligerweise ist es bei den bekannten Bauelementen erforderlich, zusätzliche Beplankungen oder Rahmen vorzusehen, um eine bei der Errichtung von Gebäuden erforderliche Festigkeit zu erreichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement vorwiegend aus Stroh zu schaffen, welches auf einfache Art und Weise eine erhöhte Festigkeit für die Verarbeitung aufweist und dennoch eine geforderte Dämmung auf ökologische Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Durch die Ausrichtung von mehreren Zentimeter, beispielsweise länger als 4 cm, länger als 8 cm, länger als 20 cm oder gar länger als 60 cm, langen Strohhalmen entlang einer Längsrichtung innerhalb einer Verarbeitungsebene wird eine erhöhte Festigkeit erreicht, indem diese Struktur mit einem Bindemittel gefestigt wird.
Die Verarbeitungsebene entspricht der Ebene, in welcher die erfindungsgemäßen Bauelemente bei der Errichtung von Gebäuden verarbeitet werden. Demzufolge entspricht die Verarbeitungsebene der Ebene einer zu errichtenden oder errichteten Wand, einer Decke, eines Bodens, eines Dachs, etc. Weiterhin entspricht die Verarbeitungsebene auch der Ebene, in welcher die Bauelemente hergestellt werden, also der Ebene, zu welcher die Strohhalme parallel ausgerichtet werden.
Als Stroh im Sinne der Erfindung ist eine Vielzahl von vorzugsweise unbehandelten Strohhalmen von Roggen, Weizen, Dinkel, Gerste, Triticale, etc. als auch Gräsern, Schilf, Bambus zu verstehen. Als Bindemittel kommen beispielsweise Tonerde, Lehm und alle vorzugweise ökologisch unbedenklichen Bindemittel in Frage, die eine ausreichende Klebeeigenschaft und/oder Aushärtung gewährleisten.
Die ausgerichtete Struktur kann beispielsweise durch ein Kämmen oder entsprechendes Sieben der Halme erreicht werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Halme bereits ausgerichtet geliefert werden. Beispielsweise ist es möglich, von einem Feld Halme in gewünschter Länge von mehreren Zentimetern oder zig Zentimetern zu schneiden und die Halme geordnet bzw. ausgerichtet zu lagern.
In jedem Fall ist bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements vor einem Benetzen mit dem Bindemittel eine geordnete, innerhalb der vorgenannten, Verarbeitungsebene in einer Richtung ausgerichtete Struktur der Halme gegeben. Die Verarbeitungsebene kann bei der Herstellung auch der Ebene, beispielsweise Förderebene, Bandebene, Bodenebene einer Form, etc. entsprechen, auf welcher die Halme aufliegen.
Unter der Ausrichtung innerhalb einer Ebene ist auch eine Dicke (senkrecht zur Ebene) zu verstehen, so dass nicht nur eine Schicht von Halmen, sondern ein ebener Belag mit vorbestimmbarer Dicke vorliegt, innerhalb welchem die Halme zueinander parallel und parallel zur Verarbeitungsebene ausgerichtet sind.
Das Benetzen mit dem Bindemittel kann erfolgen, indem die Halme insgesamt auf einer rahmenlosen Platte, in einer Form mit wenigstens teilweiser Umrahmung, auf einem Förderband, o. ä. in ausgerichteter Struktur vorliegen. Das Eindringen des Bindemittels in die Tiefe der Halmstruktur bzw. des Belags kann durch eine Rüttelplatte verbessert werden. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, das Bindemittel während des beispielweise schichtweisen Anordnens (von Hand oder automatisch) der Halme einzubringen.
Um die Festigkeit des erfindungsgemäßen Bauelements zu erhöhen, kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung das Bauelement bzw. der Belag gepresst werden. Hierbei wird durch eine Kraft senkrecht zur Verarbeitungsebene an Ober- und Unterseite des Belages ein Pressdruck erzeugt und der Belag in gewünschter Weise und Stärke gepresst. Hierbei kann der Druck je nach Anforderung erhöht werden, um die Stabilität des Bauelements zu erhöhen, oder verringert werden, um eine höhere Dämmung (durch mehr Lufteinschlüsse) zu ermöglichen. Das Pressen kann vorzugweise mit zusätzlicher Zufuhr von Wärme erfolgen, um eine schnellere Trocknung des Bauelements zu ermöglichen.
Weiterhin kann wenigstens an den (bei der Verarbeitung) außenliegenden (zur Verarbeitungsebene koplanaren) Seiten des Bauelements ein Gewebe, Vlies, Glasfaser, Jute, etc. vorgesehen sein, das mitgepresst wird. Hierdurch kann die Druckstabilität des Bauelements erhöht werden. Zudem wird durch eine derartige zusätzliche Schicht ein direktes Verputzen von verarbeiteten Bauelementen bzw. einer Wand oder Decke ermöglicht, da diese Schicht direkt als Trägerschicht für einen Putz dienen kann.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung werden in das Bauelement parallel zur Halmrichtung (ein oder vorzugsweise mehrere) Versteifungselemente (Metall, andere Art von Halmen, Kunststoff, Glas, Holz, etc.) eingebracht, um die Festigkeit des Bauelements zu erhöhen. In diesem Fall wirken zusätzlich zur gebundenen Strohstruktur die eingebrachten (ein oder mehreren) Versteifungselemente lastabtragend und erhöhen die Stabilität (Belastbarkeit längs und quer zur Halmrichtung). Die (ein oder mehreren) Versteifungselemente können vor dem Benetzen mit einem Bindemittel eingebracht werden oder nachfolgend in einer Phase, in der das Bindemittel noch nicht abgebunden hat und der Belag weich genug ist, um ein Versteifungselement einzubringen. In jedem Fall werden die (ein oder mehreren) Versteifungselemente vor einem Pressen eingebracht oder bei einem nicht vorgesehenen Pressvorgang in den Belag eingedrückt, so dass die Oberfläche des Belags nicht ausschließlich durch die Versteifungselemente gebildet wird.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das erfindungsgemäße Bauelement aufgrund der Halmenden quer zur Verarbeitungsebene wenigstens eine (vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende) offenporige Seitenfläche auf. In diese Seitenflächen können daher auch erst bei der Verarbeitung leicht Versteifungsmittel in Form von länglichen Verbindungteilen mehrere Zentimeter, vorzugsweise über 5 oder 10 Zentimeter, in die Halme eingesteckt werden, um die Verbindung zwischen den Bauelementen bzw. Ziegeln und die Stabilität zu erhöhen. Aber auch ohne zusätzliche Verbindungsteile kann in diese offenporige Struktur (rohrförmige Halme) ein Verbindungsmittel, beispielsweise Mörtel, Lehm oder Ton, eindringen und die Verbindung zwischen einander gegenüberliegenden Flächen bzw. Seiten von benachbarten Bauelementen erhöhen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Bauelement bzw. der Belag bei der Herstellung senkrecht zur Verarbeitungsebene, vorzugweise mit einer Nahtlinie schräg oder quer zur Längsrichtung der Strohhalme, durchgenäht. Dieses Nähen kann vor dem Benetzen mit einem Bindemittel, nachfolgend hierzu oder vorzugsweise nach dem Pressen erfolgen. Insbesondere ist, statt einem Belasten mit Pressdruck bis zum Austrocken, für ein Vernähen ein früheres Entlasten von Pressdruck denkbar (wobei nach einem Nähen auch wieder ein Belasten mit Pressdruck bis zum Austrocknen des Bauelements möglich ist).
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können kleinere einzelne Bauelemente durch Zerteilen, beispielsweise Zerschneiden eines Belages mit gebogenen oder geraden, vorzugsweise zur Verarbeitungsebene/Belagsebene senkrechten Schnittkanten, hergestellt werden.
Als Bauelement im Sinne der Erfindung gelten Wand-, Decken, Dachelemente, insbesondere in Form von prismaförmigen (mit vorzugsweise trapezartiger Grundseite) oder gar quaderförmigen Ziegeln, sowie Fenster- und Türstürze.
Eine parallele Ausrichtung von geraden Halmen, die kürzer sind als die Breite eines Belages, kann selbstverständlich auch durch eine in Längsrichtung der Halme zueinander versetzte Anordnung (im Längsschnitt schiffsbodenverbandförmig angeordnet) gegeben sein. Vorzugsweise weisen die Halme jedoch eine Länge von größer oder im Wesentlichen gleich der Breite des Belags auf, um eine besonders hohe Stabilität zu erreichen.
Unter „in Längsrichtung zueinander ausgerichtet“ sind im Sinne der Erfindung auch zueinander „parallelförmig“ ausgerichtete, abschnittsweise konzentrisch gekrümmte Halme zu verstehen, auch wenn streng mathematisch dies nicht als parallel anzusehen ist.
So ist es auch denkbar, ein Bauelement mit gekrümmten aber dennoch zueinander „parallel“ bzw. gleichartig ausgerichteten Halmen herzustellen, um beispielsweise ein Bogenelement für einen gebogenen Sturz zu erhalten. Hierbei können die Halme vorgebogen (z.B. bündelweise) sein und in dieser Form, wie vorstehend erläutert, verarbeitet werden. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, das Bauelement bzw. den Belag vor einem Aushärten in die entsprechend gewünschte Form (Krümmung) zu bringen und in dieser Form aushärten zu lassen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Form mit teilweise darin geschichteten Strohhalmen;
2 eine Draufsicht auf einen fertigen Belag eines Bauelements mit Naht und
3 eine perspektivische Ansicht eines Bauelements in Form eines Ziegels, geschnitten aus einem Belag nach 2 entlang der Schnittlinie A-A'.

Wie in 1 dargestellt, werden Strohhalme 13 parallel zueinander in eine Form 1 quer zu deren Längsrichtung (längliche Erstreckung) eingebracht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 1 nur ein Teil der maschinell oder manuell eingebrachten Halme 13 dargestellt, wobei selbstverständlich die gesamte Form 1 gefüllt wird.
Während oder nach dem Einbringen der Halme 13 wird Bindemittel zugesetzt bzw. die Halme 13 mit Bindemittel benetzt. Hierbei können die Halme 13, beispielsweise mittels einer Rüttelplatte, bewegt werden, so dass das Bindemittel auch in die Tiefe eines durch die Halme gebildeten Belages besser eindringt.
Die in 1 dargestellte Form ist rahmenförmig ausgebildet, mit einem ebenen Bodenteil 11, einer Vorderwand 3, einer Rückwand 5, einer linken Seitenwand 7 und einer rechten Seitenwand 9.
Die Wände 3, 5, 7 und 9 (beispielsweise Leisten aus Holz oder anderen Materialien) sind nur in bevorzugter Ausgestaltung für eine leichtere Verarbeitung vorgesehen, jedoch nicht unbedingt erforderlich. Selbstverständlich sind auch Pressformen mit nur zwei gegenüberliegenden Wänden 3, 5 oder 7, 9 oder ohne Wände denkbar. Entsprechend könnte auch eine Produktionslinie mit einem Förderband als Boden 11 und nur seitlichen Führungen als Vorder- und Rückwand 3 und 5 dienen.
Nach Fertigstellung des mit Bindemittel benetzten und durchsetzten Strohhalmbelags wird dieser Belag 14 senkrecht zur Belagebene bzw. Bodenebene 11 und einer späteren Verarbeitungsebene gepresst. Das Pressen erfolgt hierbei mit einem Druck, der in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaft der fertiggestellten Bauelemente eingestellt wird.
Hierbei kann der Druck erhöht werden, um die Stabilität des Bauelements zu erhöhen, oder verringert werden, um eine höhere Dämmung durch mehr Lufteinschlüsse zu ermöglichen. Das Pressen kann vorzugweise mit zusätzlicher Zufuhr von Wärme erfolgen, um eine schnellere Trocknung des Bauelements zu ermöglichen.
Nach dem Pressen kann zur weiteren Erhöhung der Stabilität der gepresste Belag 14 senkrecht zur Verarbeitungsebene (von Ober- zur Unterseite des Belags 14) durchgenäht werden, wobei die Nahtlinie vorzugsweise senkrecht oder zumindest schräg zur Halmrichtung verläuft.
Entsprechend entstehen, wie in 2 dargestellt, Nahtlinien 19 und 21, beispielsweise in den Randbereichen des Belags 14 entlang dessen länglicher Erstreckung.
Dieser Belag 14 kann selbst bereits ein erfindungsgemäßes Bauelement darstellen, insbesondere wenn seine Seitenflächen bereits durch die Wände 3, 5, 7 und 9 der rahmenförmigen Form 1 ausreichend eben ausgebildet sind und den geforderten Abmessungen für eine Verarbeitung erfüllen. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, die Seitenflächen mit einem Schneidevorgang exakt zu gestalten.
Sind Bauelemente kleinerer Abmessungen, beispielsweise ziegelförmige Bauelemente, gewünscht, kann der Belag 14 auch entsprechend zerschnitten werden. Diesbezügliche Schnittlinien bzw. Schnittkanten 15 (senkrecht zur Längsachse L) und 17 (vorzugsweise mittig und entlang der Längsachse L) sind in 2 eingezeichnet.
Durch ein Schneiden entlang der Schnittkanten 15 und 17 (vorzugsweise senkrecht zur Belagsebene) entstehen kleinere, vorzugsweise gleichartige ziegelförmige Bauelemente, wie in 3 als Einzelheit dargestellt.
Das in 3 dargestellte Bauelement in Form eines Ziegels 25 weist vorzugsweise handelsübliche Abmessungen von bekanntem Normalformat, Dünnformat (auch mehrfache), Reichsformat, etc. auf.
Der Ziegel 25 weist eine Vorderseite 33, eine hierzu parallele Rückseite, sowie eine rechte Seite 35 und hierzu parallele linke Seite auf. Der Ziegel 25 wird wie herkömmliche Ziegel verarbeitet, so dass die eingebetteten Strohhalme 37 innerhalb der Verarbeitungsebene liegen bzw. hierzu parallel ausgerichtet sind.
An der Oberseite 31 des Ziegels 25 enden die Strohalme 37 mit ihren oberen Enden 23 ebenso wie an der Unterseite 29 mit ihren unteren Enden 37.
In diese Enden 23, 37 können bei der Verarbeitung auch leicht Verbindungteile eingesteckt werden, um die Verbindung zwischen den Bauelementen bzw. Ziegeln 25 zu erhöhen. Aber auch ohne zusätzliche Verbindungsteile kann in diese offenporige Struktur (rohrförmige Halme) ein Verbindungsmittel, beispielsweise Lehm oder Ton, eindringen und die Verbindung zwischen einander gegenüberliegenden Flächen bzw. Seiten 31, 29 erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: Form
3: Vorderwand (Leiste) des Rahmens 1
5: Rückwand (Leiste) des Rahmens 1
7: linke Seitenwand/Seitenteil (Leiste) des Rahmens 1
9: rechte Seitenwand/Seitenteil (Leiste) des Rahmens 1
11: Boden des Rahmens 1
13: Strohhalme
14: Belag von Strohhalmen 13
15: Schnittkannten quer
17: Schnittkante längs
19: erste Nahtlinie
21: zweite Nahtlinie
23: Strohhalmenden an der Oberseite 25
25: Ziegel
27: eingebundene Strohhalme
29: Unterseite des Ziegels 25
31: Oberseite des Ziegels 25
33: Vorderseite des Ziegels 25
35: rechte Seite des Ziegels 25
37: Strohhalmenden an der Unterseite 29
L: Längsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202017000543 U1 [0004]
EP 0969156 A2 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus Stroh, bestehend aus einer Vielzahl von Strohhalmen (13) und einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Strohhalme (13) in einer Verarbeitungsebene des Bauelements (14, 25) in Längsrichtung zueinander ausgerichtet vorliegen oder ausgerichtet werden und nachfolgend mit einem Bindemittel benetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (14, 25) gepresst wird, wobei es senkrecht zur Verarbeitungsebene mit einer Presskraft beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Bauelement (14, 25) parallel zur Halmrichtung Versteifungselemente eingebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (14, 25) senkrecht zur Verarbeitungsebene, vorzugweise mit einer Nahtlinie (19, 21) schräg oder quer zur Längsrichtung der Strohhalme (13), durchgenäht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (14) nachträglich in kleinere Bauelemente (25) zerteilt wird.
Bauelement bestehend aus Stroh und einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Halme (13) des Strohs in dem Bauelement (14, 25) in einer Verarbeitungsebene in Längsrichtung zueinander ausgerichtet vorliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (14, 25) senkrecht zur Verarbeitungsebene gepresst ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in das Bauelement (14, 25) Versteifungselemente eingebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (14, 25) senkrecht zur Verarbeitungsebene mit wenigstens einer Nahtlinie (19, 21) schräg oder quer zur Längsrichtung der Strohhalme (13) durchgenäht ist.