DE19637977A1 - Lightweight brick manufactured from clay suspension with additives to create porosity - Google Patents
Lightweight brick manufactured from clay suspension with additives to create porosityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen keramischen Leichtbaustoff. Die charakteristischen Werkstoffeigenschaften für Leichtbaustoffe sind Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit.The invention relates to a manufacturing method for a ceramic Lightweight material. The characteristic material properties for Lightweight materials are bulk density and thermal conductivity.
Leichtbaustoffe werden nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Aus den Schriften DE-OS 42 28 087, 42 39 616 und 43 05 747 ist ein Hochloch- Leichtziegel und sein Herstellungsverfahren bekannt, in dem Tonmischungen mit faserigen Porosierungsmitteln im trockenen Zustand miteinander vermengt werden, wobei das Verhältnis Ton:faserigem Porosierungsmittel = 1 : 1 ist. Aus der entstandenen Masse wird in bekannter Weise ein Hochloch-Leichtziegel durch Extrudieren geformt, der eine Wabenstruktur aufweist mit einer Stegdicke von max. 3,4 mm. Dieser Hochloch-Leichtziegel hat eine Scherbenrohdichte von max. 1,5 g/cm³ und einen Lochanteil von 55% bei ausreichender Druckfestigkeit. Nachteilig bei so extrem strukturierten Leichtziegeln ist die Einschränkung in den Freiheitsgraden bei der Verwendung.Lightweight building materials are manufactured using different processes. From the Writings DE-OS 42 28 087, 42 39 616 and 43 05 747 is a raised hole Light brick and its manufacturing process are known in the clay mixes mixed with fibrous porosity agents in the dry state with the ratio of clay: fibrous porosity = 1: 1. In a known manner, the resulting mass is turned into a perforated brick formed by extrusion, which has a honeycomb structure with a Web thickness of max. 3.4 mm. This raised hole lightweight brick has one Body density of max. 1.5 g / cm³ and a hole percentage of 55% sufficient pressure resistance. A disadvantage with such extremely structured Light brick is the restriction in the degrees of freedom at Use.
Unter Beachtung der momentan angestrebten Entwicklung in der Baubranche ist künftig mit höheren Forderungen an die Wärmeschutzeigenschaften, d. h. die Wärmedämmung, von Baustoffen zu rechnen, so werden für die Jahrtausendwende Forderungen an den Wärmedurchgangswert k = 0,35 W/m²K bei einer Wandstärke von 36 cm erwartet, was eine Wärmeleitfähigkeit λ = 0,13 W/mK erfordert. Bekannte Herstellungsverfahren arbeiten jetzt schon an der Grenze des Technisch-Möglichen und Porenbeton-Baustoffe haben ein zu schlechtes Feuchtetransportverhalten.Taking into account the currently desired development in the construction industry is in future with higher demands on the heat protection properties, d. H. the insulation, to be expected from building materials, so for the Millennium demands on the heat transfer value k = 0.35 W / m²K expected at a wall thickness of 36 cm, which has a thermal conductivity λ = 0.13 W / mK required. Known manufacturing processes are already working on the limits of what is technically possible and aerated concrete building materials have one too poor moisture transport behavior.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Leichtbaustoffes zu entwickeln, der eine Wärmeleitfähigkeit von max. 0,13 W/mK bei einer Rohdichte von max. 0,6 g/m³ hat und eine Druckfestigkeit nicht unter 1,5 MPa hat und sowohl als Formstein als auch in Form einer Platte eingesetzt werden kann.The object of the invention is a method for producing a ceramic lightweight building material to develop a thermal conductivity by Max. 0.13 W / mK with a bulk density of max. Has 0.6 g / m³ and one Compressive strength is not less than 1.5 MPa and both as a molded block and in Form of a plate can be used.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer keramischen Suspension Porosierungsmittel zugesetzt und miteinander intensiv gemischt wird und die Masse mit wasserbindenden Zusätzen in den plastischen Zustand überführt und anschließend nach bekannten Methoden geformt wird. Die keramische Suspension hat einen Feststoffgehalt von 40-60%. Als Porosierungsmittel werden bevorzugt kugelförmige Ausbrennstoffe, z. B. expandiertes Polystyrol, mit einem Durchmesser von 0,5-2,0 mm zugesetzt. Die Verwendung anorganischer Porosierungsmittel ist nicht ausgeschlossen. In bekannten Verfahren werden kugelförmige Porosierungsmittel ausgeschlossen, da sie zu keinem homogenen Gefüge bei so dünnen Stegen, wie in DE-OS 43 05 747 offenbart, führen. Nach intensiver und vollständiger Vermischung wird als 2. Verfahrensschritt eine wasserbindende Substanz, z. B. Tonmehl, Kalkmehl, zugesetzt und die keramische Masse in den plastischen Zustand überführt. Die Zusätze binden das freie Wasser im System. In bekannter Weise wird, z. B. mittels Strangpressen, die Masse zu kompakten Formsteinen geformt, die getrocknet und gebrannt einen Leicht-Baustoff ergeben, der sich durch eine Porosität bis zu 85% bei homogener Porenverteilung auszeichnet und mit bekannten Verfahren nicht herstellbar ist. Die bauspezifischen Eigenschaften haben dabei folgende nachweisbaren Werte:According to the invention the object is achieved in that a ceramic Suspension Porosier added and mixed together intensively and the mass with water-binding additives in the plastic state transferred and then shaped by known methods. The ceramic suspension has a solids content of 40-60%. As Porosity agents are preferably spherical burn-out, e.g. B. expanded polystyrene, added with a diameter of 0.5-2.0 mm. The use of inorganic porosity agents is not excluded. In known methods exclude spherical porosity agents, since they do not form a homogeneous structure with such thin webs as in DE-OS 43 05 747 discloses lead. After intensive and complete mixing as a second process step a water-binding substance, e.g. B. clay flour, lime flour, added and the ceramic mass converted into the plastic state. The additives bind the free water in the system. In a known way, e.g. B. by means of extrusion, the mass formed into compact shaped stones, the dried and fired result in a lightweight building material that is characterized by a Characterized porosity up to 85% with homogeneous pore distribution and with known methods can not be produced. The construction-specific properties have the following detectable values:
Wärmeleitfähigkeit max. 0,13 W/mK
Rohdichte max. 0, 5 g/cm³
Druckfestigkeit mind. 1,5 MPa.Thermal conductivity max. 0.13 W / mK
Gross density max. 0.5 g / cm³
Compressive strength at least 1.5 MPa.
Das Erfindungsgemäße am Verfahren ist der Einsatz einer Suspension und der Zusatz von Porosierungsmittel in die Suspension und die Überführung dieser Masse in den plastischen Zustand mittels wasserbindender Zusätze. Der keramischen Suspension wird bevorzugt kugelförmiges Porosierungsmittel zugesetzt. Die keramische Suspension sichert, daß das Porosierungsmittel gleichmäßig und mit minimaler keramischer Bindephase von ihr umhüllt wird, was durch die kugelförmige Ausbildung noch unterstützt wird. Der keramischen Suspension können weitere Zusätze zugefügt und unkompliziert eingearbeitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich auch in dieser Hinsicht durch Variabilität aus.The inventive method is the use of a suspension and Adding porosity agent to the suspension and transferring it Mass in the plastic state by means of water-binding additives. Of the Ceramic suspension is preferably spherical porosity added. The ceramic suspension ensures that the porosity is enveloped evenly and with minimal ceramic binding phase, which is supported by the spherical shape. Of the Ceramic suspensions can be added and easily added be incorporated. The method according to the invention is also characterized in in this regard by variability.
Der mit dem Verfahren hergestellte Leichtbaustoff ist nicht nur leicht und gut Wärme isolierend, er ist auch aufgrund seiner kompakten Form in allen 3 Freiheitsgraden verarbeitbar. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die kapillar aktive Eigenschaft, der Feuchtetransport, der Ton-Keramik, die insbesondere beim Einsatz in der Sanierung traditioneller Fachwerke wichtig bzw. Voraussetzung ist.The lightweight building material produced by the process is not only light and good Heat insulating, it is also due to its compact shape in all 3 Degrees of freedom processable. Another major advantage is the capillary active property, the moisture transport, the clay ceramic, the particular important for use in the renovation of traditional trusses or Requirement is.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments explained.
Tone, vorzugsweise mit einem höheren Gehalt an feinverteiltem Kalk, werden in Wasser suspendiert und ein Feststoffgehalt von 55 Masse-% eingestellt. Clays, preferably with a higher content of finely divided lime suspended in water and a solids content of 55% by mass.
Im Gewichtsverhältnis Suspension : Porosierungsmittel = 20 : 1 wird chargenweise expandiertes Polystyrol als Porosierungsmittel zugesetzt und intensiv miteinander vermischt. Das expandierte Polystyrol ist kugelförmig und hat einen Korngrößenbereich von 0,5-2,0 mm. Als Mischaggregat wird ein Doppelwellenmischer verwendet. Die keramische Suspension kann die expandierten Polystyrolkügelchen gleichmäßig und vollständig umhüllen und so eine homogene Verteilung der gewünschten Hohlräume sichern. Die Hohlräume entstehen beim Brennen des rohen Formlinges, indem das expandierte Polystyrol ausbrennt. Nach ca. 15-30 Min. Mischzeit wird im Verhältnis Suspension : Tonmehl = 2 : 1 trockenes Tonmehl zugemischt, das das im System vorhandene freie Wasser bindet und die Masse in den plastischen und bildsamen Zustand überführt. Das trockene Tonmehl hat eine Korngröße von = 1 mm. Zur Homogenisierung ist eine Mischzeit von 10 Min. ausreichend. Die plastische Masse hat eine Feuchte von 25-35% und läßt sich gut formen. Die Formgebung erfolgt durch Walzen oder Streichen in Formen oder durch Strangpressen. Die rohen Formlinge werden nun in bekannter Weise weiterverarbeitet zum einsetzbaren Leichtbaustoff in Ziegelform. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Ziegel hat die Werkstoffdaten:In a weight ratio of suspension: porosity agent = 20: 1 batchwise expanded polystyrene added as a porosity agent and intensely mixed together. The expanded polystyrene is spherical and has a grain size range of 0.5-2.0 mm. As a mixing unit a twin-shaft mixer is used. The ceramic suspension can envelop expanded polystyrene beads evenly and completely and so ensure a homogeneous distribution of the desired cavities. The cavities arise when the raw molding burns by the expanded Polystyrene burns out. After a mixing time of approx. 15-30 min Suspension: Clay flour = 2: 1 dry clay flour mixed in, which is in the system existing free water binds and the mass in the plastic and pictorial condition transferred. The dry clay flour has a grain size of = 1 mm. A mixing time of 10 minutes is sufficient for homogenization. The plastic mass has a moisture content of 25-35% and is easy to shape. The Shaping takes place by rolling or brushing into shapes or by Extrusion. The raw moldings are now made in a known manner processed into a usable lightweight building material in brick form. The one after Brick produced according to the method of the invention has the material data:
Rohdichte 0,5 g/cm³
Druckfestigkeit 2,0 MPa
Wärmeleitfähigkeit 0, 11 W/mK.Gross density 0.5 g / cm³
Compressive strength 2.0 MPa
Thermal conductivity 0.11 W / mK.
Der kompakte Leichtbaustoff ist leicht, stark wärmeisolierend, ausreichend fest, um mit anderen Kompaktbausteinen konkurrieren zu können und ebenso wie normale keramische Kompaktbausteine in allen 3 Freiheitsgraden einsetzbar. Dazu kommt als wesentlichster Vorteil, er hat das für keramische Baustoffe sehr günstige Feuchtetransportverhalten.The compact lightweight material is light, strong heat insulation, sufficient firm in order to be able to compete with other compact components and likewise like normal ceramic compact building blocks in all 3 degrees of freedom applicable. The most important advantage is that it has that for ceramic Building materials very favorable moisture transport behavior.
Ein übliches Tongemisch im Mischungsverhältnis der einzelnen Tone von 3 : 2: 1 wird in Wasser suspendiert und unter Zusatz eines üblichen Verflüssigungsmittels, im Beispiel Wasserglas, ein Feststoffgehalt von 60 Masse-% eingestellt. Im Gewichtsverhältnis Suspension : Porosierungsmittel = 20 : 1 wird chargenweise ein Gemisch aus expandiertem Polystyrol und organischen Naturstoffen, im Beispiel Holzmehl und zerkleinertes Stroh, im Verhältnis 1 : 1: 1 als Porosierungsmittel zugesetzt und intensiv in einem Gegenstromschnellmischer miteinander vermischt. Das expandierte Polystyrol ist kugelförmig und hat einen Korngrößenbereich von 0,2-2,0 mm, das Holzmehl hat eine Teilchengröße von 0,3-1,5 mm und das zerkleinerte Stroh hat eine Teilchengröße von 0,2-2,0 mm. Die keramische Suspension umhüllt die expandierten Polystyrolkügelchen gleichmäßig, wie auch das Holzmehl und das zerkleinerte Stroh, und sichert auch in diesem Beispiel eine homogene Verteilung der gewünschten Hohlräume. Die Hohlräume entstehen beim Brennen des rohen Formlinges, indem die Porosierungsmittel ausbrennen. Nach ca. 15 Min. Mischzeit werden der Masse 5 Masse-% Kalkmehl, mit einer Korngröße < 1 mm, zugesetzt und weitere 5 Minuten homogenisiert, um das im System vorhandene freie Wasser zu binden und die Masse in den plastischen und bildsamen Zustand zu überführen. Die plastische Masse hat eine Feuchte von 28-32% und läßt sich gut formen. Die Formgebung erfolgt durch Streichen in Formen oder durch Strangpressen. Die rohen Formlinge werden nun in bekannter Weise weiterverarbeitet zum einsetzbaren Leichtbaustoff in Ziegelform. Der nach diesem Beispiel hergestellte Ziegel hat die Werkstoffdaten:A common clay mixture in the mixing ratio of the individual clays of 3: 2: 1 is suspended in water and with the addition of a conventional Liquefying agent, in the example water glass, a solids content of 60 Mass% set. In the weight ratio suspension: porosity agent 20: 1 becomes a mixture of expanded polystyrene and organic natural substances, in the example wood flour and crushed straw, in Ratio 1: 1: 1 added as a porosity agent and intense in one Counterflow high-speed mixer mixed together. The expanded polystyrene is spherical and has a grain size range of 0.2-2.0 mm, the Wood flour has a particle size of 0.3-1.5 mm and the crushed straw has a particle size of 0.2-2.0 mm. The ceramic suspension is encased the expanded polystyrene beads evenly, like the wood flour and the shredded straw, and also ensures a homogeneous in this example Distribution of the desired cavities. The cavities arise during Firing the raw blank by burning out the porosity agents. After a mixing time of approx. 15 minutes, the mass is 5 mass% lime powder, with a Grain size <1 mm, added and homogenized for a further 5 minutes to ensure that the System to bind existing free water and the mass in the plastic and to convey pictorial condition. The plastic mass has moisture of 28-32% and can be shaped well. The shape takes place through Brushing in molds or by extrusion. The raw moldings will be now processed in a known manner to usable lightweight building material in Brick shape. The brick made according to this example has the Material data:
Rohdichte 0,45 g/cm³
Druckfestigkeit 2,0 MPa
Wärmeleitfähigkeit 0,10 W/mK.Gross density 0.45 g / cm³
Compressive strength 2.0 MPa
Thermal conductivity 0.10 W / mK.
Tone mit einem höheren Gehalt an feinverteiltem Kalk werden in Wasser suspendiert und ein Feststoffgehalt von 55 Masse-% eingestellt. Im Gewichtsverhältnis Suspension : Porosierungsmittel = 40 : 1 wird chargenweise expandiertes Polystyrol als Porosierungsmittel zugesetzt und intensiv miteinander vermischt. Das expandierte Polystyrol ist kugelförmig und hat einen Korngrößenbereich von 0,5-2,0 mm. Als Mischaggregat wird ein Doppelwellenmischer verwendet. Die keramische Suspension kann die expandierten Polystyrolkügelchen gleichmäßig und vollständig umhüllen und so eine homogene Verteilung der gewünschten Hohlräume sichern. Nach ca. 15-30 Minuten Mischzeit werden im Verhältnis Suspension organischer Naturstoff = 10 : 1 gehäckseltes Stroh mit einer Teilchengröße von < 1 mm zugemischt. Zur Homogenisierung ist eine Mischzeit von 10 Minuten ausreichend. Der zugesetzte trockene organische Naturstoff, im Beispiel gehäckseltes Stroh, bindet das im System vorhandene freie Wasser und überführt die Masse in den plastischen und bildsamen Zustand. Die Umhüllung der expandierten Polystyrolkügelchen wird dadurch nicht beeinträchtigt. Die plastische Masse hat eine Feuchte von 40% und läßt sich gut formen. Die Formgebung erfolgt durch Walzen oder Streichen in Formen oder durch Strangpressen. Die rohen Formlinge werden nun in bekannter Weise weiterverarbeitet zum einsetzbaren Leichtbaustoff in Form keramischer Wandbauteile. Der nach dem erfindungsgemäßen Beispiel hergestellte Leichtbaustoff hat die Werkstoffdaten:Clays with a higher content of finely divided lime are found in water suspended and a solids content of 55% by mass. in the Weight ratio suspension: porosity agent = 40: 1 is batchwise expanded polystyrene added as a porosity agent and intense mixed together. The expanded polystyrene is spherical and has a grain size range of 0.5-2.0 mm. As a mixing unit is a Double shaft mixer used. The ceramic suspension can envelop expanded polystyrene beads evenly and completely and so ensure a homogeneous distribution of the desired cavities. After about 15-30 Minutes of mixing time are in the ratio of suspension of organic natural product 10: 1 chopped straw mixed with a particle size of <1 mm. For Homogenization, a mixing time of 10 minutes is sufficient. Of the added dry organic natural substance, in the example chopped straw, binds the free water present in the system and transfers the mass into the plastic and sculptural condition. Wrapping the expanded Polystyrene beads are not affected. The plastic mass has a humidity of 40% and is easy to shape. The shaping takes place by rolling or brushing in molds or by extrusion. The raw ones Moldings are now processed in a known manner for use Light building material in the form of ceramic wall components. The one after The lightweight construction material produced according to the invention has the material data:
Rohdichte 0,25-0,40 g/cm³
Druckfestigkeit 2,0 MPa
Wärmeleitfähigkeit < 0,10 W/mK.Bulk density 0.25-0.40 g / cm³
Compressive strength 2.0 MPa
Thermal conductivity <0.10 W / mK.
Rohdichte und Druckfestigkeit schwanken in Abhängigkeit der eingesetzten Teilchenfraktion des gehäckselten Strohes. Anstelle von gehäckseltem Stroh als wasserbindender Zusatz eignet sich auch der Zusatz anderer zerkleinerter organischer Naturstoffe.Density and compressive strength fluctuate depending on the used Particle fraction of the chopped straw. Instead of chopped straw as a water-binding additive, the addition of other crushed ones is also suitable organic natural products.
Der kompakte Leichtbaustoff nach diesem Beispiel ist leicht, stark wärmeisolierend, ausreichend fest, um mit anderen Kompaktbausteinen konkurrieren zu können und ebenso wie normale keramische Kompaktbausteine in allen 3 Freiheitsgraden einsetzbar. Dazu kommt als wesentlichster Vorteil, das für keramische Baustoffe sehr günstige Feuchtetransportverhalten.The compact lightweight material according to this example is light, strong heat-insulating, strong enough to work with other compact components to be able to compete and just like normal ceramic compact building blocks Can be used in all 3 degrees of freedom. The main advantage is the very favorable moisture transport behavior for ceramic building materials.
Claims (11)
- - der Tonsuspension mit einem Feststoffgehalt zwischen 55-60 Masse-% Porosierungsmittel im Gewichtsverhältnis Tonsuspension : Porosierungsmittel = 20-40 : 1 zugesetzt und intensiv gemischt wird,
- - bekannte wasserbindende Zusätze bezogen auf die Suspension von 5-10 Masse-% zugesetzt und homogenisiert werden und
- - anschließend mit der bildsamen Masse nach allen üblichen Formgebungsverfahren Leichtbaustoffe geformt und den weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden.
- the clay suspension with a solids content of between 55-60% by mass of porosity agent in the weight ratio of clay suspension: porosity agent = 20-40: 1 is added and mixed intensively,
- - Known water-binding additives based on the suspension of 5-10 mass% are added and homogenized and
- - Subsequently, lightweight materials are molded with the flexible mass according to all the usual shaping processes and fed to the further processing steps.
- - als Porosierungsmittel expandiertes Polystyrol mit einem Korngrößenbereich von 0,5-2,0 mm eingesetzt wird.
- - Expanded polystyrene with a grain size range of 0.5-2.0 mm is used as the porosity agent.
- - als Porosierungsmittel ein Gemisch von expandiertem Polystyrol und zerkleinertem organischem Naturstoff im Teilchenbereich 0,2-2,0 mm eingesetzt wird.
- - A mixture of expanded polystyrene and ground organic natural substance in the particle range 0.2-2.0 mm is used as the porosity agent.
- - trockenes Ton- oder Kalkmehl oder organischer Naturstoff der wasserbindende Zusatz sind.
- - Dry clay or lime powder or organic natural material are the water-binding additive.
- - der Wassergehalt der bildsamen Masse 25-35% beträgt.
- - The water content of the figurative mass is 25-35%.
- - die bildsame Masse nach allen üblichen Formgebungsverfahren formbar ist.
- - The figurative mass can be shaped by all customary shaping methods.
- - der hergestellte Leichtbaustoff eine Rohdichte von 0,25-0,5 g/cm³, eine Druckfestigkeit von mind. 1,5 MPa und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,10-0,13 W/mK hat.
- - The lightweight building material has a bulk density of 0.25-0.5 g / cm³, a compressive strength of at least 1.5 MPa and a thermal conductivity of 0.10-0.13 W / mK.
- - der hergestellte Leichtbaustoff eine kompakte Form hat.
- - The lightweight material produced has a compact shape.
- - der hergestellte Leichtbaustoff in allen 3 Freiheitsgraden einsetzbar ist.
- - The lightweight material produced can be used in all 3 degrees of freedom.
- - der hergestellte Leichtbaustoff ein keramisches Feuchtetransportverhalten aufweist.
- - The lightweight building material has a ceramic moisture transport behavior.
- - der hergestellte Leichtbaustoff einen Anteil an ausgeformtem Hohlraum von ≦ 15% hat.
- - The lightweight material produced has a proportion of shaped cavity of ≦ 15%.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29622982U DE29622982U1 (en) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Lightweight bricks |
| DE1996137977 DE19637977A1 (en) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Lightweight brick manufactured from clay suspension with additives to create porosity |
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|---|---|
| DE (1) | DE19637977A1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BDS BAUKERAMIK GMBH & CO.KG, 04425 TAUCHA, DE |
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| 8130 | Withdrawal |