DE10224639C1 - Bauprodukt - Google Patents

Bauprodukt

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauprodukt aus oder mit einem substantiellen Bestandteil aus Holzwollefasern, die untereinander mit einem anorganischen Bindemittel, unter Ausbildung einer offenporigen Zone, verbunden sind, wobei innerhalb dieser Zone das Masseverhältnis Holzwollefasern : Nicht-Holzwollefasern > 1 : 4,0 beträgt und das Bauprodukt beziehungsweise sein substantieller Bestandteil neben Holzwollefasern und anorganischem Bindemittel mindestens eine weitere Komponente aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauprodukt, ausgenommen Bodenbeläge, welches nach prEN 13501-1 (europäischer Normentwurf) klassifiziert werden kann.
Dieser Normentwurf enthält durch Verweisungen Fest­ legungen aus anderen Publikationen, auf die inhaltlich Bezug genommen wird. Dies gilt insbesondere für den Normentwurf prEN ISO 1716 ("Prüfungen zum Brandver­ halten von Bauprodukten").
Entsprechend den vorgenannten Normentwürfen gelten im Weiteren folgende Begriffsdefinitionen:
Bauprodukt: Baustoff, Verbundbaustoff oder Bausatz, über den Informationen verlangt werden.
Baustoff: Ein Material, das aus einem einzigen Stoff oder aus einem fein verteilten Gemisch besteht, z. B. Metall, Stein, Holz, Beton, Mineralwolle mit fein verteiltem Bindemittel oder Polymere.
Homogenes Bauprodukt: Ein Produkt, das durchweg aus einem einzigen Stoff gleicher Dichte und Zusammen­ setzung besteht.
Nichthomogenes Bauprodukt: Ein Bauprodukt, das die An­ forderungen an ein homogenes Bauprodukt nicht erfüllt. Es ist ein Bauprodukt, das aus mehr als einem Bestand­ teil besteht, substantiell und/oder nichtsubstantiell.
Substantieller Bestandteil: Ein Baustoff, der einen be­ deutenden Anteil eines nichthomogenen Bauprodukts bildet. Eine Schicht mit einem Verhältnis von Masse zur Fläche von ≧ 1,0 kg/m2 oder einer Dicke von ≧ 1,0 mm entspricht einem substantiellen Bestandteil.
Nichtsubstantieller Bestandteil: Ein Baustoff, der keinen bedeutenden Anteil eines nichthomogenen Baupro­ dukts bildet. Eine Schicht mit einem Verhältnis von Masse zur Fläche von < 1,0 kg/m2 und einer Dicke von < 1,0 mm entspricht einem nichtsubstantiellen Bestandteil.
Zwei oder mehr aneinanderliegende nichtsubstantielle Schichten werden bei der Klassi­ fizierung zum Brandverhalten von Baustoffen als ein nichtsubstantieller Bestandteil angesehen, wenn sie zu­ sammen die Anforderungen an einen nichtsubstantiellen Bestandteil erfüllen.
Das Bauprodukt kann ein homogenes Bauprodukt sein, das durchweg aus einem einzigen Stoff gleicher Dichte und Zusammensetzung besteht, oder ein nichthomogenes Bau­ produkt, das so definiert ist, dass es die Anfor­ derungen an ein homogenes Bauprodukt nicht erfüllt.
Die Erfindung richtet sich auf beide Arten von Bau­ produkten, jedoch mit folgender Prämisse:
Es werden nur solche homogenen Bauprodukte erfaßt, die Holzwollespäne aufweisen, die mit einem anorganischen Bindemittel wechselseitig fixiert sind und insgesamt eine offenporige Struktur ausbilden. Nichthomogene Bau­ produkte müssen mindestens einen substantiellen Be­ standteil aufweisen, der analog zu dem zuvor genannten homogenen Bauprodukt gebildet ist.
Holzwolle-Leichtbauelemente nach dem Stand der Technik sind seit über 100 Jahren bekannt und werden von der Anmelderin unter der Marke "HERAKLITH" vertrieben.
Die Rohdichte der bekannten HWL-Elemente beträgt üblicherweise bis 350 kg/m3, je nach dem Volumenanteil an Freiräumen zwischen den Feststoffanteilen des Bau­ produktes. Die Holzwollespäne (auch Holzwollefasern genannt) weisen üblicherweise eine Länge von mehr als 8 cm, eine Breite von 1 bis 5 mm und eine Dicke von 0,2 bis 0,5 mm auf. Neben dem Gesamtanteil an offener Porosität innerhalb des Bauproduktes (üblicherweise einer Platte) weist auch der einzelne Holzspan eine erhebliche offene (Mikro)Porosität (sogenannte Zellen) auf. Der Gesamtanteil an offener Porosität innerhalb des Produktes kann beispielsweise zwischen 50 und 80 Vol.-% betragen.
Die Verbindung der Späne mit Hilfe des genannten Bindemittels läßt sich auf unterschiedliche Weise erreichen. Durch eine "Inkrustierung" der Späne mit dem Bindemittel, also eine Art Oberflächenbeschichtung, kann der Bindemittelanteil gering gehalten werden.
In der DE 43 27 452 A1 wird eine Holzwolle-Leichtbau­ platte beschrieben, die neben Holzwollespänen und einem Bindemittelschaum Zusatzmittel enthalten kann, die mit dem Bindemittel reagieren. Damit soll das Porenvolumen der Platte vergrößert werden. In der DE 198 10 668 A1 wird zum Stand der Technik auf Faserbaustoffe verwie­ sen, die mineralisch gebunden sind und Leichtzuschlag­ stoffe enthalten.
Ein wichtiges Kriterium ist das Brandverhalten eines solchen Bauproduktes.
Mit der Erfindung soll eine Möglichkeit aufgezeigt werden, das Bauprodukt so zu gestalten, dass es die europäische Brandschutzklasse A2 gemäß den genannten Normentwürfen erfüllt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dieses Ziel durch eine Veränderung der Masseanteile Holzwollespäne/Nicht-Holzwollespäne erreicht werden kann, wobei es allerdings nicht zielführend ist, lediglich das Verhältnis Holzwollespäne/Bindemittel hin zu einem höheren Bindemittelanteil zu verändern. Ein solches Bauprodukt oder ein solcher substantieller Bestandteil eines Bauproduktes wäre verfahrenstechnisch nicht herstellbar.
Die Erfindung geht deshalb weiter und schlägt ein Bau­ produkt aus oder mit einem substantiellen Bestandteil, mit folgenden Merkmalen:
  • a) einer offenen Porosität,
  • b) Holzwollespäne, die untereinander mit einem anor­ ganischen Bindemittel verbunden sind,
  • c) mindestens einem, gegenüber dem Binde­ mittel inerten Zuschlagstoff, wobei
  • d) das Masseteile-Verhältnis Holzwollespäne zu Nicht- Holzwollespäne größer 1 : 4 beträgt,
  • e) einer Brutto-Verbrennungswärme (PCS) < 3,0 MJ/kg gemäß prEN 1716.
Das genannte Masseverhältnis kann nach Ausführungs­ formen < 1 : 4,5 oder < 1 : 5,0 betragen.
Die Brutto-Verbrennungswärme gemäß Merkmal e) wird entsprechend den Vorgaben in den genannten Norment­ würfen bestimmt.
Der inerte Zuschlagstoff ist insbesondere ein anorganischer Zuschlagstoff.
Dieser Zuschlagstoff kann in pulverförmiger bis körniger Aufbereitung eingebracht werden. Geeignete Zuschlagstoffe sind: Quarzsand, geblähter Perlit, ungeblähter Perlit, geblähter Vermiculit, ungeblähter Vermiculit, Kalkstein, gebrannter Ton, gebrannte Ton­ minerale, Blähton, Siolit, wobei diese Produkte einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet werden können. Die Zuschläge können auch in Kombination mit einem Bindemittel eingesetzt werden. Zum Beispiel kann man den Zuschlag mit Bindemittel umhüllen.
Ebenso ist es möglich, den Bindemittelanteil gegenüber konventionellen Holzwolle-Leichtbauprodukten so zu erhöhen, dass die Verarbeitbarkeit (Vermischung mit den Holzwollefasern und weiteren Bestandteilen) weiter gesichert ist, das Bauprodukt beziehungsweise der sub­ stantielle Bestandteil jedoch einen Brennwert zeigt, der unterhalb des maximalen Grenzwertes für A2-Produkte liegt.
Mit anderen Worten: die Abstimmung der Masseanteile Holzwollespäne, anorganisches Bindemittel, weitere Bestandteile, nämlich Zuschlagstoffe, hat sich an der jeweiligen Brutto-Verbrennungswärme (Brennwert) zu orientieren. Dies soll an einem Beispiel verdeutlicht werden:
Bei einer konventionellen Holzwolle-Leichtbauplatte (aus Holzwollespänen und magnesitischem Bindemittel) mit einer Dicke von 25 mm liegt der Brennwert bei ca. 5 MJ/kg. Das Masseverhältnis Holzwollespäne : Bindemittel liegt typischerweise bei 1 : 3,5 bis 1 : 4,5.
Um die gewünschte Brandschutzklasse A2 zu erreichen, kann beispielsweise der Bindemittelanteil um relativ 20 bis 50% erhöht werden; durch die gleichzeitige Zugabe von geblähtem Perlit kann das Masseverhältnis Holz­ wollespäne. Nicht-Holzwollespäne im Ergebnis nahezu unverändert gehalten werden. Durch den erhöhten Binde­ mittelanteil und den Anteil an geblähtem Perlit beträgt der Brennwert einer 25 mm starken Bauplatte jedoch weniger als 3 MJ/kg.
Alternativ könnte sogar daran gedacht werden, den Bindemittelanteil im Verhältnis zu konventionellen Holzwolle-Leichtbauelementen zu senken und dafür einen relativ schweren Zuschlagstoff wie Kalkstein (Kalksteinmehl) in größerer Menge zuzugeben.
Die weiteren Komponenten können beispielsweise bei der Aufbereitung des Bindemittels eingemischt werden. Zum Zweck einer optimierten anschließenden Verteilung/Ver­ mischung mit den Holzwollespänen wird nach einer Aus­ führungsform vorgeschlagen, die weitere Komponente in einer Körnung einzusetzen, deren mittlerer Durchmesser (d50) < 1,0 mm, nach einer weiteren Ausführungsform < 0,5 mm beträgt.
Wie ausgeführt umfaßt die Erfindung homogene Baupro­ dukte, die vollständig auf die beschriebene Art und Weise (homogen) gebildet sind. Die Erfindung umfaßt aber auch Bauprodukte, bei denen lediglich ein sub­ stantieller Bestandteil (eine Schicht oder Zone) auf die beschriebene Art und Weise gestaltet ist. Zu der letztgenannten Gruppe gehören beispielsweise Bau­ produkte, die neben dem, Holzspäne enthaltenden sub­ stantiellen Bestandteil mindestens einen weiteren sub­ stantiellen Bestandteil aufweisen, beispielsweise eine Mineralfaser-Zone/Mineralfaser-Schicht.
Dabei kann die Mineralfaserschicht ein- oder beidseitig von Schichten belegt sein, wie sie zuvor beschrieben wurden.
Es ist ebenso möglich, diese nichthomogenen Bauprodukte (Verbundkörper) durch sogenannte nicht substantielle Bestandteile zusätzlich zu ergänzen, beispielsweise durch dünne Deck- oder Zwischenschichten, beispiels­ weise aus einem Glasvlies.
Auf diese Weise lassen sich thermische und/oder akustische Eigenschaften des Bauproduktes in gewünsch­ ter Weise verändern.
Der nicht substantielle Bestandteil kann auch aus einem Farbauftrag bestehen, beispielsweise um das Produkt hinsichtlich seines Brandverhaltens kenntlich zu machen.
Eine weitere Abwandlung des Erfindungsgedankens sieht vor, als weitere Komponente Fasermaterialien einzu­ setzen, beispielsweise Recyclingfasern, wie sie bei der Mineralfaserherstellung anfallen. Auch diese erfüllen eine Art "Zuschlagfunktion", gleichzeitig eine Art "Armierungsfunktion" innerhalb des Bindemittels. Sie lassen sich ebenfalls bei der Aufbereitung des Binde­ mittels (nach dem Anmischen mit Wasser) im Bindemittel verteilen und anschließend auf die Holzwollespäne auftragen.
Insgesamt soll die entsprechende, Holzwollespäne ent­ haltende Zone beziehungsweise bei einem homogenen Bau­ produkt dieses insgesamt eine offene Porosität auf­ weisen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert:
Gemäß nachstehender Tabelle wird eine konventionelle Holzwolle-Leichtbauplatte einer erfindungsgemäß ge­ stalteten Bauplatte gegenübergestellt.
Die Platten haben jeweils eine Stärke von 25 mm. Alle Angaben sind Masseteile.
Die Platte nach dem Stand der Technik weist einen nach prEN ISO 1716 bestimmten PCS-Wert von 4,8 MJ/kg auf.
Der PCS-Wert der erfindungsgemäßen Platte beträgt 2,9 MJ/kg. Damit erfüllt der erfindungsgemäße Baukörper die Brandschutzklasse A2 gemäß prEN 13501-1.

Claims (10)

1. Bauprodukt aus oder mit substantiellem Bestandteil, mit folgenden Merkmalen:
  • a) einer offenen Porosität,
  • b) Holzwollespäne, die untereinander mit einem anorganischen Bindemittel verbunden sind,
  • c) mindestens einem, gegenüber dem Bindemittel inerten Zuschlagstoff, wobei
  • d) das Masseteile-Verhältnis Holzwollespäne zu Nicht-Holzwollespäne größer 1 : 4 beträgt,
  • e) einer Brutto-Verbrennungswärme (PCS) < 3,0 MJ/kg gemäß prEN 1716.
2. Bauprodukt nach Anspruch 1, bei dem das Masse­ teileverhältnis Holzwollespäne zu Nicht-Holzwolle­ späne < 1 : 4,5 beträgt.
3. Bauprodukt nach Anspruch 1, bei dem das Masse­ teileverhältnis Holzwollespäne zu Nicht-Holzwolle­ späne < 1 : 5,0 beträgt.
4. Bauprodukt nach Anspruch 1, wobei der Zuschlagstoff ein Produkt aus der Gruppe: Quarzsand, geblähter Perlit, ungeblähter Perlit, geblähter Vermiculit, ungeblähter Vermiculit, Kalkstein, gebrannter Ton, gebrannte Tonminerale, Blähton, Siolit ist.
5. Bauprodukt nach Anspruch 1, bei dem der Zuschlag­ stoff in einer Körnung mit einem mittleren Durch­ messer (d50) < 1,0 mm vorliegt.
6. Bauprodukt nach Anspruch 1, bei dem der Zuschlag­ stoff in einer Körnung mit einem mittleren Durch­ messer (d50) < 0,5 mm vorliegt.
7. Bauprodukt nach Anspruch 1, das neben dem, Holz­ wollespäne enthaltenden substantiellen Bestandteil mindestens einen weiteren substantiellen Bestandteil umfaßt.
8. Bauprodukt nach Anspruch 7, bei dem der weitere substantielle Bestandteil eine Zone aus Mineral­ fasern ist.
9. Bauprodukt nach Anspruch 1, das neben dem, Holz­ wollespäne enthaltenden substantiellen Bestand­ teil mindestens einen weiteren nicht substantiellen Bestandteil umfaßt.
10. Bauprodukt nach Anspruch 9, bei dem der nicht substantielle Bestandteil mindestens eine Deck- oder Zwischenschicht aus einem Glasvlies ist.
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