DE19644312A1

DE19644312A1 - Wärme- und schalldämmende Integralleichtbetonkonstruktionen und Verfahren zu deren Herstellung und Transport

Info

Publication number: DE19644312A1
Application number: DE19644312A
Authority: DE
Original assignee: D D C PLANUNGS ENTWICKLUNGS UN
Current assignee: D D C PLANUNGS ENTWICKLUNGS UN
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 1998-04-30
Also published as: AU5188898A; WO1998017452A1; ZA979517B

Description

Leichte Konstruktionen aus Gas-Poren- und son stigem Leichtbeton sind bekannt. Ebenso eine ganze Reihe von Verfahren zu deren Herstellung. Bisher werden in das Betongemenge mit Zement, Sand und/oder Kies entweder schaumbildende Stoffe, Schaum oder leichtgewichtige oder chemi sche Zuschlagsstoffe oder auch Dampf vor, wäh rend oder nach dem Hauptmischvorgang in jedem Falle vor dem Abbinden der Betonmischung zwi schen den Schalungen und in den entsprechenden formen eingebracht, um eine Bläschen- bzw. Po renbildung und damit nach dem Abbinden und Aus trocknen eine Verringerung des Betongewichtes zu erreichen.

Diese Gewichtsreduzierung und Erzeugung einer Bläschenstruktur dient der besseren Transport möglichkeit, z. B. bei Betonfertigbauelementen, und insbesondere auch einer Erhöhung des Wärme- und Schallschutzes bei mit dieser Art Leichtbeton hergestellten Bauwerken.

Diese Verfahren bedürfen bisher bei geringen Raumgewichten des Betons eines erheblichen tech nischen und zeitlichen Aufwands. Auch gibt es strukturbedingte Probleme mit der Dichte der Außenhaut des Materials, was eine zusätzliche Bearbeitung erforderlich macht, wenn das Mate rial der Witterung ausgesetzt wird.

Nicht möglich war auch bisher der Transport von über ca. 4,50 m breiten und hohen, ganzen Haus einheiten oder Baukörpern, weil die Straßen- und Brückenbauten in der Regel über große Strecken solche Transporte nicht zulassen. Ein Hubschrau bertransport z. B. war für schlüsselfertige Fa milienheime ab einer Größe von ca. 40 qm Wohnfläche aus Gewichtsgründen bisher nicht möglich.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Weg zu suchen, mit einem möglichst einfa chen und kostengünstigen Verfahren wärme- und schalldämmenden Leichtbeton mit einem Raumge wicht ab 30-50 kg und entsprechende Integral- Leichtbetonkonstruktion herzustellen, die - auch statisch und gegen Druck belastbar - es möglich machen, ganze Hauseinheiten und große Raumein heiten in einem schnellen Produktionsverfahren und so leichtgewichtig und trotzdem stabil her zustellen, daß trotz Verwendung hauptsächlich mineralischer Stoffe komplette schlüsselfertige Häuser mit vorzugsweise über 40-300 qm Wohn fläche und mehr und in jeder Abmessung und Grundrißgestaltung industriell hergestellt und an jeden beliebigen Ort transportiert und auf einfachste Weise aufgestellt werden können.

Bei der Herstellung sollte außerdem ein möglichst niedriger Druck erzeugt werden, um das Schalungsmaterial so leichtgewichtig wie möglich zu gestalten, damit auch mit leichten vertikalen formen gearbeitet werden kann.

Auch sollten der energetische Aufwand und die Herstellungs-, Durchlauf- und Abbindezeiten möglichst gering gehalten werden, was bei die sem gesamtheitlichen Herstellungsprozeß sicher gestellt ist.

Wichtig ist auch insbesondere, daß die Außenhaut des fertigen Leichtbetons eine hohe Dichtigkeit aufweist.

Dazu ist eine Materialauswahl und sind entspre chende fertigungsverfahren notwendig, die in je dem Falle in dieser Gesamtkonstellation bisher nicht angewandt wurden und nicht Stand der Tech nik sind. Dazu muß auf andere Erfindungen aus neuerer Zeit, wie z. B. eine Einrichtung zur Be ladung von viskosen Flüssigkeiten mit Gasen (DE 41 13 578), Verfahren zur Herstellung von Inte gralschaumstoff (DE 42 20 998), Haltevorrichtung für Ultraschalleistungswandler (DE 42 20 205), scheibenförmiges Mischwerkzeug (DE 42 23 434) und Spiralflügel (PCT/EP 9503450) sowie auf über durchschnittliche Kenntnisse über die bisher üblichen Baumethoden und Verfahren, die ein setzbaren Materialien und deren Herstellung bzw. umweltgerechte und energiesparende Verarbeitung, die erforderlichen statischen und energetischen Kenntnisse sowie Kenntnisse in der Automatisie rungs- und elektronischen Steuerungstechnik so wie über die zulässigen und möglichen Materialkombinationen zurückgegriffen werden, um das anstehende gesamtheitliche Herstellungs problem zu lösen und eine leichte und einfache Verarbeitung sicherzustellen. Auch waren neue Gedanken in bezug auf die Logistik und den Transport einzubringen, um gesamtheitlich neue Leichtbetonprodukte herstellen und einsetzen zu können.

Der erfindungsgemäß vorgesehene, kurze Herstel lungsvorgang und die verwendeten Geräte und Ma terialien sowie die Transportmöglichkeiten der fertigen Produkte sind durch die nachfolgenden Patentansprüche wie folgt weiter beschrieben.

Das Endprodukt ist ein auch für Großbauteile verwendbarer Leichtbeton mit überdurchschnitt lichen statischen, wärmedämmenden sowie ver bindungstechnischen Eigenschaften zu anderen Materialien.

Zu den Zeichnungen

Abb. 1 zeigt den Herstellungsvorgang bis zur Leichtbetonplatte, wobei mit CO₂ 1 beauf schlagtes Wasser 2 in der Sonosonde 3 mit einer Kavitationsscheibe 4 in der Vorkammer gemischt und mit Ultraschall-Leistungswand lern 5 dispergiert in den Mischer 6 ge bracht wird. In diesen werden Zement 7 und diverse Zuschlagstoffe 8 und 9 sowie Ar mierungsstoffe wie z. B. Glasfaserabschnitte u. a. 10 sowie Perlite oder ähnliches Mate rial 11, das im Blähofen 12 erhitzt und aufgebläht wurde, in genau bemessener Menge und Temperierung ebenfalls eingebracht und vermischt, wobei bevorzugt Kavitation mit einer Kavitationsscheibe 13 angewandt wird. Eine Betonpumpe 14, bevorzugt mit einem Spiralflügel 15 versehen, pumpt dann das flüssige Leichtbetongemisch über eine Lei tung 16, die mit einer weiteren Wärmequelle 17, gespeist aus der Abwärme des Blähofens 12, versehen sein kann, in die Form 18, in die vorher ein Armierungsgelege 19 und/oder Wabenkerne 20, auch mit abgeplätteten Enden 21 zur besseren Verankerung des Betons - fixiert - eingelegt sind, sofern nicht einfache Leichtbeton-Blöcke oder -Platten hergestellt werden sollen.

Eine elektronische Steuerung 22 überwacht und steuert die gesamten Material-, Zeit- und Leistungs-Werte so, daß diese endprodukt bezogen ablaufen.

Abb. 2 zeigt mit dem erzeugten Leichtbeton hergestellte Wand-Konstruktionen 23 mit Wa benkernarmierungen, die in vielfältigen Formen 24, 25, 26 und 27 und Gestaltungen herstellbar sind.

Abb. 3 zeigt, daß mit diesem Produkt ganze Häuser 28 und große Raumzellen 29 sowie ganze Dächer und Solardächer 30 industriell hergestellt werden können, die auf einer Palette 31 mit einem Schwanenhals-Transportfahrzeug 32, mit einem Schiff 33 oder mit einem Luftschiff oder Hubschrauber 34 transportiert werden können.

Claims

1. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung, da durch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des flüssigen Betongemisches mit CO₂ und/oder einem anderen Gas mit einer Sonosonde bega stes Wasser verwendet wird oder das in einem fertigen, noch flüssigen Betongemisch vor handene Wasser und/oder Gas intensiv einem sonochemischen Prozeß unterzogen wird.

2. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch Glas- oder Steinfaser-, Kohlenstoff-, Carbon- oder Graphitfaserabschnitte zugefügt werden.

3. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser vor der Beimischung ein Schaummittel zugesetzt wird.

4. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergierung und Lösung des dem Wasser zugesetzten Gases durch Kavitation und Ultra schallbeaufschlagung erfolgt.

5. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ultraschallbeaufschlagung die Vermi schung mit den übrigen Komponenten mit einem scheibenförmigen Mischwerkzeug bearbeitet wird.

6. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Betongemisch insgesamt Glas- oder Stein-, Kohlenstoff-, Carbon- oder Graphitfaser schnitzel oder -abschnitte beigegeben und in den Draufsichtflächen und/oder an den Außen kanten der aus dem Leichtbeton gegossenen Bauteile ein Glasfasergewebe oder -gelege, allgemein oder - auch andersfarbig - zur op tischen Erzeugung von Strukturen nur punktu ell, eingefügt wird.

7. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton mit vorgewärmtem Wasser herge stellt und/oder das Material mit fertigem Granulat oder mit direkt aus dem Blähvorgang kommendem, heißen Perlit, Schaumglas, Schie fer oder anderem mineralischem oder auch sonst vorgewärmtem granuliertem Material vermischt wird.

8. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen vorgewärmt und/oder die damit hergestellten Produkte dampfgehärtet werden.

9. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem vor dem Abbinden zur Stabilisierung Armierungen eingelegt werden.

10. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser sich durch das Aufschäumen und den dadurch erzeugten Druck an den Außenflächen besonders verdichtet und/oder eine zug- und druckfeste Verstärkungsschicht bildet.

11. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit einer Betonpumpe oder einem schei benförmigen Mischwerkzeug vermischt in die Schalungen oder Formen mit einem Spiralflü gel und/oder mit einer Betonpumpe transpor tiert wird.

12. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Vorrichtungen und Apparate zu einem oder mehreren Geräten zusammengefaßt und aufeinander im Taktverfahren und auf den Abbindevorgang des Betons abgestimmt betrie ben werden.

13. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der sonochemische und mechanische Kavita tionsprozeß die Verwendung vorgewärmten Ma terials ermöglicht und damit zu einer erheblichen Beschleunigung des Abbindevor gangs führt.

14. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß dieser vor dem Abbindevorgang mit Waben- oder sonstigem Armierungsmaterial armiert werden kann.

15. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße, sonochemisch ge schäumte Material für Blöcke, Platten, Säulen, Träger, Decken, Dächer, Wände, Figuren und andere Gegenstände verwendet wird.

16. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem in Anspruch 7. genannten Perlit- oder Schiefermaterial vor dem Blähvorgang die Oberschicht hydrothermal umgewandelt wird.

17. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anspruch 14 genannten Waben jeweils an den Wabenenden Wülste aufweisen, die eine schlüssige Verbindung mit dem Beplankungsma terial ermöglichen.

18. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß in die noch nicht abgehärtete Materialmi schung Dampf eingeblasen oder anorganische Treibmittel oder andere blasenbildende Wirk stoffe beigemischt werden.

19. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Material ganze Dächer, Großdach teile und andere Großbauteile einstückig hergestellt werden können.

20. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Material Hohlblocksteine und Wand bausteine verschiedener Größe und Stärke in herkömmlichen Formanlagen hergestellt werden können.

21. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß der Baustoff durch Zusatz von Gips oder ande ren keramischen Stoffen, Sand, Kies oder Split, Kunststoffgranulat, anderen Bindemit teln, Abbindebeschleunigern und organischen und anorganischen Zuschlagsstoffe in unter schiedlichen Anteilen und in Kombinationen der Zumischung in verschiedenen Variationen mit unterschiedlichen Eigenschaften auch in bezug auf Wärme- und Schalldämmung, Abbin degeschwindigkeit und -fähigkeit sowie den Hafteigenschaften verändert werden kann.

22. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Herstellungsvorgang automatisch erfolgt und Materialdosierung, Temperierung und Durchlaufzeitbemessung der einzelnen Kom ponenten vor und während des Herstellungs vorganges elektronisch gesteuert werden.

23. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß damit transportierbare Fertighäuser und/oder Raumzellen jeder Größe und in jeder Eintei lung, auch für Fertiggaragen, Energiezen tren, Energie- und Wasserspeicher, Kläranlagen und ganze Gebäude mit Größen von bis zu 200 qm Wohn- bzw. Nutzfläche ein stückig hergestellt werden können.

24. Leichtbeton und Leichtbetonherstellung nach Anspruch 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem hergestellte ganze Hauseinheiten von bis zu 300 qm Nutzfläche und andere, nicht auf üblichen Straßen transportierbare Großbauteile ein so geringes Gewicht aufwei sen, daß diese mit einem üblichen Lastenhub schrauber, einem Schiff oder einem Luftschiff an jeden Ort transportiert werden können.