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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formstücken
für ein- oder mehrzügige Schornsteine, bei dem an ein vorgeformtes, feuerfestes
Innenrohr außen ein Mantel aus wärmedämmender Masse aus einem Gemisch Zement, Wasser
und Zuschlagstoffen angeformt wird und danach die Masse erhärtet. Die Erfindung
betrifft weiter ein nach dem Verfahren hergestelltes Formstück.
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Beim Bau von Hausschornsteinen werden in großem Umfang Formstücke
aus Leichtbeton, Ton, Keramik od. dgl. verwendet, die vorgefertigt an die Baustelle
geliefert werden. Das Innenrohr besteht dabei aus säurefestem, feuerfestem und gasdichtem
Material. Beim Bau des Schornsteines wird dann dieses Innenrohr auf der Baustelle
mit einer Isolierung umgeben. Dies erfolgt dadurch, daß nach Aufeinanderfügen mehrerer
Innenrohrstücke bis zu einer Maximalhöhe von etwa 1/2 m in einem entsprechenden
Abstand eine Ummantelung mit üblichen Mauersteinen durchgeführt wurde. In dem Zwischenraum
zwischen Innenrohr und Ummantelung wurde dann Isoliermaterial eingefüllt und von
Hand eingestampft od. dgl. Dabei entstand jedoch der Nachteil, daß keine gute Verbindung
zwischen Dämmschicht und Innenrohr vorhanden war. Bei den üblichen Temperaturen
im Betrieb, die etwa 200 bis 500°C betragen, dehnen sich die Innenrohre in der Größenordnung
von Zentimetern. Da die Wärmedehnungen von Ummantelung, Wärmedämmschicht und Innenrohr
verschieden sind, treten Risse auf. Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Herstellungsart
besteht darin, daß beim Aufbau des Innenrohres Mörtelabfall einerseits in den Innenraum
und andererseits in den Zwischenraum zwischen Innenrohr und Ummantelung fällt und
Wärmebrücken bildet, die bei wechselnden Temperaturen den Mantel zerreißen können.
Wegen des Erhitzens durch die Rauchgase tritt ein vertikales Steigen des Rohres
und eine horizontale Dehnung ein. Die Isolierung, die teilweise in das Innenrohr
eingebunden ist, möchte vertikal mitwandern, wird jedoch durch die Maßungenauigkeit
der ummantelten Steine teilweise zurückgehalten. Die horizontale Ausdehnung bewirkt
einen Druck gegen den Mantel, besonders an den Stellen, an denen der herabgefallene
Mörtel liegt. Das Ergebnis ist, daß die Isoliermasse nach kurzer Zeit nunmehr aus
kleinen Teilchen besteht, während die in der Isolierung liegenden Mörtelteile bei
jedem Temperaturanstieg gegen den Mantel drücken und ihn zerreißen können. Ein nachträgliches
Ausräumen des herabgefallenen Mörtels wird notwendig.
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Die Herstellung derartiger Hausschornsteine ist umständlich und schwierig
und erfordert einen erheblichen Zeitaufwand. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß zur Halterung der Innenrohre, z. B. bei Betonschornsteinen, Verstrebungenvorgesehenwurden,
die Wärmebrücken bildeten und die Isolierschicht ganz oder teilweise überbrückten.
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Durch die französische Patentschrift 959 872 ist es bekannt, Formstücke
für Schornsteine herzustellen, die aus einem feuerfesten Innenrohr aus Beton mit
Schmelzzement als Bindemittel und aus einem Mantel aus Gasbeton bestehen. Dieser
Mantel wird bei der Herstellung fest mit dem Innenrohr verbunden, indem der Gasbeton
um das vorgeformte Innenrohr gegossen wird. Es handelt sich dabei um ein Formstück,
dessen Randbereich durch seine lockere Struktur eine isolierende Eigenschaft aufweist.
Das Grundmaterial des Mantels wirkt jedoch selbst nicht isolierend. Zwischen dem
Mantel und dem Innenrohr kann keine ausreichende feste Verbindung erzielt werden,
die den im Betrieb auftretenden Wärmespannungen und Wärmedehnungen gerecht wird.
Die oben erläuterten Nachteile sind daher auch mit diesen Formsteinen nicht beseitigt.
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Dies trifft auch für den aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1738 780
bekannten Formstein für Schornsteine zu, der aus einem Futterrohr besteht, das unter
Zwischenlage einer Isolierschicht mit Leichtbeton umgeben ist.
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Aus der deutschen Patentschrift 831304 ist ein Schornstein bekannt,
der aus einem einzigen Außenrohr und einem oder mehreren Innenrohren besteht und
wobei zwischen dem einen Außenrohr und den mehreren Innenrohren eine Isolierschicht
eingegossen ist. Auf der Oberfläche der Innenrohre sind Aufrauhungen und/oder Erhebungen
und Vertiefungen vorgesehen, in welche die eingegossene Isolierschicht eingebunden
wird. Bei diesem Schornstein wird die Isolierschicht an Ort und Stelle eingegossen.
Dabei können dieselben Schwierigkeiten und Nachteile auftreten wie bei den eingangs
erwähnten Bauweisen.
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Es ist weiter ein Schornstein bekannt, bei dem zwischen aufeinandergesetzten
keramischen Innenrohren und einem sie umgebenden Mantel aus Mauerwerk ein Beton
mit Perlite als Zuschlagstoff gegossen wird. Dieser Perlite aus erhitztem und geblähtem
Gestein hat ein niedriges Raumgewicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum Herstellen
von Formstücken für Hausschornsteine der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln,
daß zwischen dem Innenrohr und dem Mantel eine feste Verbindung geschaffen wird,
die den Wärmebeanspruchungen standhält und wodurch sich Formstücke ergeben, die
verhältnismäßig leicht sind, damit der Aufbau von Schornsteinen vereinfacht und
beschleunigt wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Masse
mit Perlite als Zuschlagstoff als Mantel an das Innenrohr angepreßt wird.
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Ein nach diesem Verfahren hergestelltes Formstück weist eine feste
Verbindung zwischen dem Mantel und dem Innenrohr auf, die den Wärmebeanspruchungen
weitgehend standhält. Bei gleichen Abmessungen der Formstücke ist die Wärmedämmung
wegen des Perlites besser als bei einer Schicht aus Gasbeton.
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Weitere Merkmale des Verfahrens nach der Erfindung sind Gegenstand
der Ansprüche 2 bis .7.
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Es sind Formstücke für Schornsteine bekannt, in deren Wänden parallel
zur Längsachse der Formstücke verlaufende Luftkanäle angeordnet sind.
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Bei einem nach dem Verfahren hergestellten Formstück sind nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung in dem Mantel parallel zur Längsachse des Innenrohres
verlaufende Luftkanäle vorgesehen.
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Dadurch ergibt sich bei großen Rohrquerschnitten ein niedrigeres Gewicht.
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Zweckmäßig sind die Luftkanäle im wesentlichen konzentrisch zur Längsachse
des Innenrohres angeordnet.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Kanäle als abgeschlossene Luftkammern
ausgebildet sind.
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Zweckmäßig weist das Innenrohr an der Berührungsfläche mit dem Mantel
Längsrillen, Nuten od. dgl. auf. Nachstehend sind einige Beispiele für die stoffliche
Zusammensetzung der bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten wärmedämmenden Masse
wiedergegeben.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der nach
dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Forrnstücke dargestellt. Dabei zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Formstück, F i g. 2a und 2b eine gegenüber
der F i g. 1 geänderte Ausbildung der Formstücke an den Lagerfugen, F i g. 3 ein
Formstück mit Luftkammern, F i g. 4 einen Querschnitt durch das Formstück nach F
i g. 3, F i g. 5 einen Querschnitt durch ein weiteres Formstück mit Luftkammern
und F i g. 6 einen Schnitt durch ein Formstück mit Rillen an der Berührungsfläche
zwischen Innenrohr und Mantel.
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Zum Herstellen der wärmedämmenden Masse mit Perlite, Zement und Wasser
werden zur Erzielung einer günstigen Plastizität, eines ausreichenden Wasserrückhaltevermögens
und zur Vermeidung von Entmischungen sowie Herabsetzung des Raumgewichts Luftporen
bildende Mittel vorgesehen. Als günstige Mischung hat sich dabei folgende Zusammensetzung
erwiesen: Beispiel 1 100 Gewichtsteile Perlite, 75 bzw. 100 Gewichtsteile Portlandzement
475, 140 bis 200 Gewichtsteile Wasser, 0,03 bis 0,05 % Gesamttrockengewicht Schaumbildner.
Bei der im Beispiel 1 genannten Mischung ergaben sich sehr niedrige Festraumgewichte
bei ausreichender Druckfestigkeit. Die Mischungen können in einem Mörtelmischer
bei etwa 3 Minuten Rührdauer hergestellt werden. Die Zugabe der Zusatzmittel kann
mit dem Anmachwasser erfolgen. Durch den Zusatz der Luftporen bildenden Verfiüssiger
konnten Entmischungserscheinungen und Wasserabsonderungen vermieden werden. Daneben
werden bei gleichen Gewichtsmengen gegenüber zusatzmittelfreien Mischungen größere
Raummengen von Mörtel erreicht, so daß sich hierdurch eine große Materialersparnis
ergibt. Bei gleichen Gewichtsmengen läßt sich eine größere Anzahl von Innenrohren
isolieren. Bedingt durch den hohen Luftgehalt werden besonders niedrige Raumgewichte
erreicht und gleichzeitig durch die in den Poren im Mörtel verteilte Luft eine Verbesserung
der Wärmedämmung erzielt. Die in dem Beispiel angegebenen Mengen müssen nicht unbedingt
streng eingehalten werden. Es können, den jeweiligen betrieblichen Bedingungen angepaßt,
die Mischungsverhältnisse variiert werden. Die Verdichtung kann durch Rütteln in
den an sich bekannten Formpreßmaschinen erfolgen. Die fertigen Formstücke werden
vorzugsweise in den ersten Tagen feucht gelagert, um ein ordnungsgemäßes Erhärten
des Zements sicherzustellen.
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Eine weitere zweckmäßige Mischung besteht aus Beispiel 2 etwa 25 %
Zement, 25 % Kaliwasserglas, 25 % Perlite, Rest Wasser. Als weitere vorteilhafte
Zusammensetzung für die mit dem Innenrohr zu verbindende Dämmschicht haben sich
folgende Mischungen erwiesen: Beispiel 3 33 % Perlite, 33 % Zement, 6 % Degelhofer
Ton, 28 % Wasser. Beispiel 4 24% Perlite, 24% Zement und Kaliwasserglas, 24 % Härter,
5% Degelhofer Ton, 23 % Wasser. Die F i g. 1 zeigt ein nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestelltes Formstück, bei dem mit dem säure- und wärmefesten Innenrohr
1 eine Wärmedämmschicht 2 fest verbunden ist. Im oberen umlaufenden Rand 3 ist eine
Nut 4 eingeformt, die dreieckförmig ausgebildet ist. Der untere umlaufende
Rand 5
weist eine Feder 6 auf, die dreieckförmig gestaltet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2a ist die Nut 7 und
die Feder 8 halbkreisförmig ausgebildet, nach F i g. 2b trapezförmig.
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Das Formstück nach F i g. 3 weist Luftkammern bzw. Kanäle 9 und 10
auf, die, wie aus F i g. 4 ersichtlich, vorzugsweise konzentrisch angeordnet sind.
Die Anordnung mehrerer Reihen von Luftkammern empfiehlt sich insbesondere bei größeren
Rohr- und Wandquerschnitten. Dabei können die Reihen gegeneinander versetzt sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 sind in der Dämmschicht
2 und im Innenrohrteil parallel verlaufende, für sich abgeschlossene Luftkammern
11 angeordnet.
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Die F i g. 6 zeigt ein Innenrohr, bei dem zur Verbesserung der Haftung
der Dämmschicht Längsrillen, Nuten od. dgl. vorgesehen sind.
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Die Formstücke können einen Querschnitt aufweisen, der von dem quadratischen
Querschnitt abweicht, beispielsweise kreisförmig oder oval ausgebildet ist. Weiter
können die Nuten und Federn einen rechteckigen, trapezförmigen oder quadratischen
Querschnitt haben. Wesentlich ist, daß jeweils die Abmessungen von Nut und Feder
und deren Formgebung so gewählt sind, daß die in die Nut eingefüllte Mörtelmenge
beim Aufsetzen des nächsten Formstücks durch die Feder nur so weit herausgedrückt
wird, daß die waagerechten Randteile bzw. Trennfugen ausgefüllt sind. Die Ausbildung
der Fugen als Quetschfugen ergibt eine dichte Verbindung zwischen den Formstücken.
Ein Nachfugen erübrigt sich daher.
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Die dargestellten Formstücke können einbaufertig an die Baustelle
geliefert werden und brauchen nur noch durch Mörtel miteinander verbunden zu werden.
Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Masse im Bereich der Ränder der Formsteine
zu rütteln und mit einer Zementschlämpe oder durch Aufsprühen einer 20%igen Wasserglasmischung,
insbesondere im Bereich der Nuten bzw. Federn an den Lagerfugen, zu verstärken.
Dadurch ergibt sich eine erhöhte Festigkeit und geringere Bruchgefahr beim Transport
sowie eine Säurebeständigkeit der Isolierung.