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Verfahren zur Herstellung eines Leichtkalksandsteines Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leichtkalksandsteines, bei welchem
eine poröse Sintermasse mit Kalk als Bindemittel vermischt, verformt und unter Dampfdruck
gehärtet wird.
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Kalksandsteine sind bekannt und werden in großem Umfange in der gesamten
Bauwirtschaft benutzt. Sie werden aus Sand, Branntkalk und Wasser hergestellt. Nach
dem Ablöschen des Kalkes in dem Gemisch werden aus der Masse Baukörper, beispielsweise
Mauersteine, gepreßt und dann in Härtekesseln unter Sattdampfdruck mehrere Stunden
gehärtet. Nach dem Ausfahren aus den Kesseln sind die Baukörper gebrauchsfertig.
Die Festigkeit der Baukörper, insbesondere Mauersteine, beträgt 140 bis 240 kg/cm2
(bei einem Raumgewicht von etwa 1,8 kg/dm3). Die Festigkeit selbst hängt neben dem
angewandten Druck bei der Verpressung des Baukörpers von der Struktur des Sandes
ab.
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Seit Kalksandsteine hergestellt werden, wird versucht, ein poröses
Kunststeinmaterial zu fertigen, welches das hohe Raumgewicht des Kalksandsteines
herabsetzt und die Wärmedämmung erhöht. Außer den rein mechanischen Eigenschaften
wie Festigkeit, Rohgewicht, Schwinden und Quellen, Feuchtigkeitsverhalten, Frostbeständigkeit
und Wärmeleitfähigkeit müssen auch die unterschiedlichen Verfahren zur Herstellung
von Baukörpern verglichen werden.
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Bekannt ist eine große Anzahl von Verfahren, um Leichtbetone mit Zement
als ausschließlichem Bindemittel herzustellen. Die Porigkeit dieser Leichtbetone
wird entweder durch Zusatz von schaumbildenden oder gasbildenden Stoffen oder durch
Zusatz von Zuschlagmaterial mit Eigenkornporigkeit erreicht. Als Zuschlagstoffe
mit Eigenkornporigkeit werden verwendet Naturbims, Lava, Ziegel- oder Trümmersplitt,
Kieselgur, Torf, Sägemehl oder Kork. Bekannt sind auch als poröser Zuschlagstoff
natürlich Kohlenschlacke und künstliche Schlacken oder Sintermassen, die aus Schacht-
oder Waschbergmasse, einem Abfallprodukt der Kohleaufbereitung im Drehofen durch
Ausbrennen der Kohleeinschlüsse, gewonnen werden. Die Hohlräume dieser Zuschlagstoffe
sind unregelmäßig verteilt und weisen stark schwankende Wandstärken auf entsprechend
der unregelmäßigen Verteilung der Kohleteilchen in der Waschbergmasse. Die Ungleichmäßigkeit
wird noch dadurch erhöht, daß Hohlräume nur dort entstehen können, wo Luft zur Verbrennung
an die Kohle herangeführt werden kann. Eingeschlossene Kohle entgast und ergibt
dadurch Poren, daß Koks zurückbleibt.
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Die ersteren Leichtbetone haben zwar ein geringes Raumgewicht, aber
nur eine geringe Festigkeit, die zwischen 15 und 40 kg/cm2 liegt. Die Leichtbetone
aus Schlackenzuschlagstoffen erreichen höhere Festigkeiten, sind jedoch erheblich
schwerer mit Raumgewichten zwischen 1,2 und 1,8 kg/dm3.
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Die Sintermassen sind für die Herstellung kalkgebundener Baukörper
nicht in jedem Fall verwendbar, da sie Kohle- oder Kokseinschlüsse enthalten, die
nicht mit Kalk abbinden und deshalb in keiner Weise zur Verfestigung beitragen.
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Weiterhin ist auch Blähton als Zuschlagstoff für zementgebundene Bauelemente
bekannt.
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Es sind auch Versuche unternommen worden, um ohne Zuhilfenahme von
Schaum- oder Gasbildnern poröses Kunststeinmaterial aus feingemahlenem Sand und
Kalk herzustellen, wobei die Porosität durch den Wassergehalt der plastischen Masse
geregelt werden sollte. Der Mangel dieser Baukörper bestand insbesondere in einem
zu hohen Wasseraufnahmevermögen.
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Die Verwendung eines Zuschlagstoffes für Leichtbeton gibt keinen Hinweis
auf eine wirkungsvolle Verwendbarkeit mit Kalk, da für das Zustandekommen der Bindung
völlig andere Voraussetzungen vorliegen. Während Zement alle zum Abbinden nötigen
Bestandteile enthält, bedarf Kalk zum Abbinden entweder Silikate oder Kohlensäure.
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Die Herstellung zementgebundener Bauelemente ist teurer als die kalkgebundener
Baustoffe. Zementgebundene Baukörper benötigen, auch wenn der Abbinde- oder Härteprozeß
durch Behandlung in Dampfkammern
bei einer für Zement noch zulässigen
Temperatur von 50 bis 60° C beschleunigt wird, 28 Tage Zeit, um vollständig zu erhärten,
während der kalkgebundene Stein, der in Härtekesseln bei Temperaturen von
160 bis 190° C gehärtet wird, bereits nach 6 bis 8 Stunden seine Sollfestigkeit
erreicht und vermauert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leichtkalksandstein
zu schaffen, der einfach und billig wie der gewöhnliche Kalksandstein hergestellt
werden kann, die günstigen Eigenschaften des gewöhnlichen Kalksandsteins hinsichtlich
der Festigkeit, des Schwindens und Quellens, des Feuchtigkeitsverhaltens und der
Frostbeständigkeit aufweist, zugleich aber die ungünstigen Eigenschaften des gewöhnlichen
Kalksandsteines wie Raumwichte und Wärmedämmung wesentlich verbessert. Gemäß der
Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als poröse Sinterinasse an sich bekannter
Blähton allein oder zur Erreichung einer größeren Festigkeit unter Zumischung von
Sand mit Kalk abgelöscht und zu Baukörpern verformt und in Härtekesseln unter Dampfdruck
gehärtet wird.
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Blähton hat eine gesinterte glatte und dichte Oberfläche. Die durch
Vergasen der organischen Bestandteile im Ton entstehenden Hohlräume sind in sich
abgeschlossen und in ihrer Größe durch die Brenntemperatur beeinflußbar, so daß
ein für verschiedene Steinfestigkeiten jeweils geeignetes Erzeugnis hergestellt
werden kann. Hierbei wird mit Blähton ein Ton bezeichnet, der insbesondere in einem
Drehofen bis dicht unter seiner Sintertemperatur erhitzt worden ist. Hierbei ergeben
sich geblähte Tonkügelchen mit in sich abgeschlossenen Poren. Die gesinterte Oberfläche
der geblähten Tonkügelchen besteht aus kristallisiertem Mullit, der sich in einem
äußerst labilen und reaktionsfähigen Zustand befindet. Dieser Ton mit seiner in
ungeordnetem Zustand vorliegenden Kieselsäure und Tonerde ist also mit Kalk außerordentlich
reaktionsfähig.
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Das Raumgewicht dieses Blähtones ist äußerst gering und schwankt je
nach Größe der Körner zwischen 0,28 und 0,35 g/cm3; die Festigkeit von 30 bis 40kg;cm2
ist gering und liegt wesentlich unter derjenigen des verfestigten Kalkmörtels.
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Die Mischung von Sand, ungelöschtem Kalk und Blähton erfolgt auf bekannte
Weise in einer Trommel oder in einem Silo mit oder ohne Wärmezufuhr, wobei die Höhe
des Blähtonzusatzes die Raumwichte und die Wärmedämmungszahlen regelt. Es ist möglich,
den Blähtonzusatz in den Grenzen von 5 bis 100%, bezogen auf die Reaktionspartner
des Kalkes zu verändern, womit sich die Festigkeit des Steines in den Grenzen von
200 bis 65 kg/cm2 ändert. Der Kalkanteil beträgt hierbei wie üblich etwa 6%. Es
ist aber möglich, ihn entsprechend der Oberfläche des verwendeten Kornes zu senken.
Die nachfolgende Tabelle gibt einen Anhalt für die etwa erreichbaren Werte:
Die abgelöschte Mörtel-Blähton-Masse wird auf Pressen oder Vibratoren zu regelmäßigen
Baukörpern verformt und in Härtekesseln mit Dampf bei Temperaturen, wie sie auch
bei Kalksandsteinen angewendet werden, gehärtet.
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Während des Erhärtungsvorganges spielen sich zwischen Blähton und
Kalk die gleichen Vorgänge ab wie die zwischen Sand und Kalk, so daß sich im Endzustand
ein in allen Komponenten gleichmäßig verfestigter Stein bildet. Die Tatsache, daß
sich bei Verwendung eines Zuschlagstoffes von derartig geringer Raumwichte und geringer
Festigkeit Baukörper von beträchtlich höherer Festigkeit und mäßiger Raumwichte
ergeben, erklärt sich daraus, daß sich der Kalkmörtel äußerst innig und schnell
mit den Mullit-Kriställchen der Oberfläche der Blähtonkörnchen verbindet und so
aus dem Kalkmörtel ein äußerst festes Gerippe geschaffen wird, dessen Zwischenräume
von Blähtonkörnchen gebildet werden. Es wird der Deutlichkeit halber darauf hingewiesen,
daß zur Ausführung des Verfahrens der Sand, wie im Kalksteingewerbe üblich, ungemahlen
ist.