DE19741282A1 - Mauerwerksbaustein und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mauerwerksbaustein gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Mauerwerksbausteins gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 10 und eine Vorrichtung zur Her­ stellung eines Mauerwerksbausteins gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12, das heißt

• - einen Mauerwerksbaustein, dessen Inneres schichtartig in unterschiedlich strukturierte und/oder beschaffene Bereiche untergliedert ist,
• - ein Verfahren zur Herstellung von Mauerwerksbausteinen unter Verwendung eines Strangpreßverfahrens, und
• - eine Vorrichtung zur Herstellung von Mauerwerksbausteinen unter Verwendung eines Strangpreßverfahrens.

Ein Mauerwerksbaustein gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 ist aus der AT 400 458 B bekannt. Der in dieser Druckschrift beschriebene Mauerwerksbaustein ist ein Hochlochziegel, der in seinem Inneren einen Bereich mit einer gegenüber den übrigen Bereichen des Steins wesentlich größe­ ren Dichte aufweist.

Der bekannte Mauerwerksbaustein hat dadurch im Vergleich zu herkömmlichen Hochlochziegeln ein besseres Schalldämmvermö­ gen; er weist jedoch andererseits schlechteres Wärmedämmver­ mögen und ein höheres Gewicht auf, was erkennbar einen nicht unerheblichen Nachteil darstellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mauerwerksbaustein gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 derart weiterzubilden, daß dieser sowohl mit einem hohen Wärme- und Schalldämmvermögen als auch einer hohen Festigkeit und einem geringen Gewicht ausbildbar ist. Der Er­ findung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur effektiven Herstellung des neuen Mauer­ werksbausteins zu schaffen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die in den kenn­ zeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 (Mauerwerksbaustein), 10 (Herstellungsverfahren) und 12 (Herstellungsvorrichtung) beanspruchten Merkmale gelöst.

Demnach ist vorgesehen,

• - daß ein Teil der Bereiche aus keramischem Schaum gebildet ist (kennzeichnender Teil des Patentanspruchs 1),
• - daß keramischen Schaum enthaltende Bereiche des Mauerwerks­ bausteins einhergehend mit der Strangherstellung mit kera­ mischem Schaum befüllt werden (kennzeichnender Teil des Patentanspruchs 10), bzw.
• - daß die den Strang formende Form der Strangpreßvorrichtung mit einer Schaumbefüllungs- und/oder Schaumerzeugungsvor­ richtung zum Befüllen ausgewählter Bereiche des Stranges mit keramischem Schaum versehen ist (kennzeichnender Teil des Patentanspruchs 12).

Keramischer Schaum ist ein hochporöses Material auf der Basis von (Ziegel-) Ton und weist einen sehr geringen Wärmeleit­ koeffizienten auf.

Der geringe Wärmeleitkoeffizient von keramischem Schaum er­ möglicht es, daß bereits eine relativ dünne Schicht aus kera­ mischem Schaum ausreicht, um dem Mauerwerksbaustein hervorra­ gende Wärmedämmeigenschaften zu verleihen.

Die nicht aus keramischem Schaum bestehenden Teile des Mauer­ werksbausteins können daher im wesentlichen ausschließlich dazu verwendet werden, diesem gute Schalldämmeigenschaften und eine hohe Festigkeit zu verleihen. Diese Teile können ihrerseits auch wieder in mehrere Bereiche untergliedert sein, von denen zumindest einer hauptsächlich zur Erzielung guter Schalldämmeigenschaften und zumindest ein anderer hauptsächlich zur Erzielung einer hohen Festigkeit verwendet werden kann.

Weil die zur Erzielung guter Schalldämmeigenschaften und einer hohen Festigkeit ausgelegten Bereiche des Mauerwerks­ bausteins ohne Rücksicht auf deren Wärmedämmeigenschaften ausgebildet werden können, lassen sich diese hinsichtlich der Schalldämmeigenschaften und/oder Festigkeit optimieren, wodurch der Aufbau und die Beschaffenheit des für die Wärme­ dämmung verantwortlichen Bereiches, das heißt des keramischen Schaumes im wesentlichen unabhängig von dessen Schalldämm­ eigenschaften und dessen Festigkeit festgelegt sein kann.

Ein wie umrissen aufgebauter und beschaffener Mauerwerksbau­ stein umfaßt also mehrere Bereiche, von denen mindestens einer hinsichtlich der Wärmedämmeigenschaften, und ein oder mehrere weitere hinsichtlich der Schalldämmeigenschaften und/oder Festigkeit optimiert sind.

Die Optimierung der jeweiligen Bereiche zur Erzielung ganz bestimmter Eigenschaften ermöglicht es, die jeweils ange­ strebten Eigenschaften besonders effizient und in besonders hohem Maß zu erreichen.

Dadurch kann selbst ein relativ kleiner und leichter Mauer­ werksbaustein zugleich optimale Wärmedämmeigenschaften, opti­ male Schalldämmeigenschaften und eine optimale Festigkeit aufweisen, und dies bei einem verblüffend einfachen Aufbau.

Das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrich­ tung zur Herstellung solcher und anderer keramischen Schaum enthaltender Mauerwerksbausteine ermöglicht deren Herstellung in einer minimalen Anzahl von Arbeitsschritten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Mauerwerksbaustein gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Mauerwerksbaustein gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen des Mauerwerksbausteins handelt es sich um einen übliche Ab­ messungen aufweisenden großformatigen Ziegelstein 1 aus ge­ branntem Ton.

Der dargestellte Ziegelstein 1 weist Längswände 2 und 3 sowie Querwände 4 und 5 auf. An den Längswänden 2 und 3 sind jeweils Vorsprünge 6 vorgesehen. Die Vorsprünge 6 an den sich gegenüberliegenden Längswänden 2 und 3 sind zueinander ver­ setzt angeordnet, so daß die Vorsprünge jeweils benachbarter Ziegelsteine im Mauerwerksverbund verzahnend ineinandergrei­ fen können, um so ein gegenseitiges Verschieben der Ziegel­ steine zu verhindern. Die Querwände 4 und 5 des Ziegelsteins 1 weisen eine solche Struktur bzw. Oberflächenbeschaffenheit auf, daß auf diese aufzubringende Putzschichten gut darauf haften können.

Der Ziegelstein 1 ist im Inneren in drei schichtartig ausge­ bildete Bereiche 7, 8 und 9 untergliedert. Es besteht jedoch keine Einschränkung auf diese Anzahl von Bereichen. Es können auch nur zwei oder mehr als drei Bereiche vorgesehen sein.

Die Bereiche 7, 8 und 9 erstrecken sich im betrachteten Bei­ spiel über die gesamte Breite und die gesamte Höhe des Ziegelsteins 1 parallel zu den Querwänden 4 und 5, wobei sich der erste Bereich 7 an die Querwand 4 und der dritte Bereich 9 an die Querwand 5 anschließen oder diese mit umfassen, und der zweite Bereich 8 zwischen den äußeren Bereichen 7 und 9 angeordnet ist.

Die Bereiche 7, 8 und 9 sind im betrachteten Beispiel etwa gleich groß. Hierauf besteht jedoch keine Einschränkung. Die Bereiche 7, 8 und 9 können auch beliebige andere Größenver­ hältnisse aufweisen.

Die Bereiche 7, 8 und 9 bestehen zumindest teilweise aus unterschiedlich strukturiertem und/oder beschaffenem Ziegel­ tonmaterial. Die jeweiligen Strukturen und Beschaffenheiten sind dabei so gewählt, daß ein Teil der Bereiche 7, 8 und 9 gute Wärmedämmeigenschaften und ein anderer Teil gute Schall­ dämmeigenschaften und eine hohe Festigkeit aufweist.

Bei einem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des Ziegelsteins 1 besteht der erste Bereich 7 aus Ziegelton und weist eine Lochstruktur wie ein herkömmlicher Hochlochziegel auf, der zweite Bereich 8 besteht aus keramischem Schaum und der dritte Bereich 9 besteht aus Ziegelton und weist einen sehr geringen Lochanteil auf. Dabei haben der Bereich 8 ein sehr geringes, der Bereich 7 ein mittleres bis hohes und der Bereich 9 ein sehr hohes Raumgewicht. Die Raumgewichte der Bereiche 7, 8 und 9 verhalten sich im betreffenden Beispiel wie 3 : 1 : 4.

Keramischer Schaum ist ein im wesentlichen aus Ziegelton­ schlicker, Schaum und Porosierungsmitteln bestehendes Mate­ rial, das sich durch eine sehr geringe Dichte, einen geringen Wärmeleitkoeffizienten (bei einer Dichte von 293 g/l beträgt der Wärmeleitkoeffizient 0,061 W/mK) und eine geringe Gleich­ gewichtsfeuchte auszeichnet.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich keramischer Schaum hervorragend als Wärmedämmaterial.

Durch den aus keramischem Schaum bestehenden Bereich 8 des Ziegelsteins 1 findet folglich nur ein sehr geringer Wärme­ transport statt. Dadurch wirkt der Bereich 8 innerhalb des Ziegelsteins 1 wie eine Wärmedämmschicht.

Der keramische Schaum ist untrennbar mit dem Rest des Ziegel­ steins 1 verbunden, so daß sich der keramische Schaum nicht aus dem Ziegelstein 1 herauslösen und aus diesem herausfallen kann.

Die Bereiche 7 und 9 haben, wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ein sehr hohes Raumgewicht. Dadurch weisen diese Be­ reiche ein gutes Schalldämmvermögen und eine hohe Festigkeit auf.

Der Bereich 7 hat aufgrund seines hohen Lochanteils darüber hinaus auch ein gutes Wärmedämmvermögen.

Da die Bereiche mit einer besonders hohen Festigkeit, also die Bereiche 7 und 9 direkt an gegenüberliegende Seitenwände des Ziegelsteins 1 angrenzen oder diese mit umfassen, ist der Ziegelstein auch statisch belastbar und kann mithin auch eine tragende Funktion erfüllen.

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel des Ziegelsteins 1 gemäß Fig. 2 können auch mehr als einer der Bereiche aus keramischem Schaum gebildet sein.

Im betreffenden Beispiel sind die Bereiche 8 und 9 aus kera­ mischem Schaum gebildet.

Der keramische Schaum hat hier die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften wie der beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendete keramische Schaum; die aus keramischem Schaum gebildeten Bereiche 8 und 9 können auch aus unterschiedlichen keramischen Schäumen gebildet sein.

Der Bereich 7 entspricht hinsichtlich seines Aufbaus dem Be­ reich 7 des Ziegelsteins gemäß Fig. 1. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen.

Der so ausgebildete Ziegelstein 1 hat ein wesentlich höheres Wärmedämmvermögen als der Ziegelstein gemäß Fig. 1.

Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich der Ziegelstein 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besonders zur Herstel­ lung von Wänden, die ein besonders hohes Wärmedämmvermögen aufweisen sollen.

Weil der keramische Schaum nicht bis an den Rand des Ziegel­ steins reicht, sondern allseits stabil ummantelt (von Tonwän­ den umgeben) ist, weist der Ziegelstein gemäß Fig. 2 - ob­ gleich einer der äußeren Bereiche mit keramischem Schaum be­ füllt ist - auch eine hohe Festigkeit auf. Dies gilt auch für den Fall, daß beide äußeren Bereiche (die Bereiche 7 und 9) aus keramischem Schaum gebildet sind.

Neben den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mauerwerksbausteins sind noch eine Vielzahl anderer Ausführungsformen denkbar, wobei insbeson­ dere die Anzahl der Bereiche, deren Form, Ausrichtung, Struk­ tur, Beschaffenheit und Größenverhältnisse variiert (an indi­ viduelle Erfordernisse angepaßt) werden können.

Mauerwerksbausteine der vorstehend beschriebenen Art lassen sich auf verschiedenen Art und Weise herstellen.

Bei einer der Herstellungsmöglichkeiten wird zunächst ein Rohling des Steins aus Ziegeltonmasse gefertigt, der, wenn er so getrocknet und gebrannt werden würde, sich von dem erfin­ dungsgemäßen Mauerwerksbaustein "nur" dadurch unterscheiden würde, daß die aus keramischem Schaum gebildeten Bereiche leer sind. Diese zunächst noch leeren Bereiche des Rohlings werden sodann mit dem keramischen Schaum befüllt, und zwar noch im Rohzustand des Mauerwerksbausteins, das heißt noch vor dem Trocknen und Brennen desselben. Da der keramische Schaum im Rohzustand eine fließfähige Masse ist, kann er in die leeren Bereiche des Rohlings problemlos eingegossen wer­ den. Anschließend wird der Mauerwerksbaustein wie ein "normaler" Ziegelstein getrocknet und gebrannt.

Eine andere Möglichkeit der Mauerwerksbausteinherstellung be­ steht darin, daß die zur Befüllung mit keramischem Schaum vorgesehenen Bereiche des Mauerwerksbausteins bereits einher­ gehend mit der Ziegeltonstrangherstellung mit keramischem Schaum befüllt werden. Hierzu ist es wichtig zu wissen, daß der Ziegelton zur Ziegeltonstrangherstellung üblicherweise durch eine Form gepreßt wird und diese als ein endloser Strang mit einem der Ziegelstein-Draufsicht entsprechenden Querschnitt verläßt, wobei dieser Strang dann "nur" noch in entsprechend "kleine" Stücke zerschnitten werden muß, um die (danach noch zu trocknenden und zu brennenden) Ziegel­ stein-Rohlinge zu erhalten.

Das Befüllen des Ziegeltonstranges mit keramischem Schaum kann dadurch bewerkstelligt werden, daß innerhalb oder be­ nachbart zu der Form, durch welche der Ziegelton zur Strang­ herstellung gepreßt wird, ein Schaumbefüllungs- und/oder Schaumerzeugungsmechanismus vorgesehen ist, durch welchen ausgewählte Bereiche des Stranges vorzugsweise strangabwärts gerichtet mit keramischem Schaum befüllt werden.

Der mit keramischem Schaum befüllte Ziegeltonstrang wird wie ein "normaler" (keinen keramischen Schaum enthaltender) Zie­ geltonstrang zu Ziegelsteinrohlingen zerschnitten (aufgetrennt). Zwischen der Strangpreßvorrichtung und der Trennvorrichtung kann bei Bedarf eine Vortrocknungsvorrich­ tung vorgesehen werden, durch welche insbesondere der kerami­ sche Schaum einer Vortrocknung unterworfen werden kann. Eine solche Vortrocknung kann beispielsweise, aber zweifellos nicht ausschließlich durch eine Hochfrequenz-Heizeinrichtung wie einen Mikrowellenofen oder dergleichen erfolgen. Die Vor­ trocknung insbesondere des keramischen Schaums kann sich als vorteilhaft erweisen, weil dadurch die Gefahr verringert wird, daß der keramische Schaum beim Zerschneiden des Ziegel­ tonstranges aus dem Strang und/oder dem Ziegelstein-Rohling herausläuft. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen wer­ den, daß die Strangpreßvorrichtung und die Trennvorrichtung so weit voneinander beabstandet sind, daß sich der keramische Schaum spätestens bei Erreichen der Trennvorrichtung zumin­ dest teilweise von allein ausreichend verfestigt hat. Die durch das Zerschneiden des Ziegeltonstranges erhaltenen Roh­ linge werden anschließend getrocknet und gebrannt.

Das mit der Ziegeltonherstellung einhergehende Befüllen des Ziegeltonstranges mit keramischem Schaum erleichtert die Her­ stellung von keramischen Schaum enthaltenen Ziegelsteinen; sie ermöglicht deren Herstellung in einer minimalen Anzahl von Arbeitsschritten.

Der keramische Schaum kann unabhängig von der Art und Weise, auf die er in den für ihn bestimmten Bereich gebracht wird, mit verschiedenerlei Zusatzstoffen insbesondere zur Stabili­ sierung, zur Erhöhung des inneren Zusammenhalts und der Festigkeit und zur Beeinflussung der Fließfähigkeit versetzt werden. Solche Zusatzstoffe können beispielsweise Kiesel­ säure, Wasserglas und/oder faserige Substanzen (zum Beispiel Zellulosefasern, Faserstoffe aus der Papierherstellung, Glas- oder Mineralfasern, Fasern aus Tierhaaren) sein. Bezüglich Einzelheiten zu Funktion und Wirkungsweise dieser und anderer Zusatzstoffe wird auf die DE 197 06 492 A1 verwiesen.

Auch die Schaumbildung selbst kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Auch diesbezüglich wird auf die DE 197 06 492 A1 verwiesen.

Da sowohl der keramische Schaum als auch der übrige Mauer­ werksbaustein im wesentlichen aus Ziegelton bestehen, verbin­ den sich diese Komponenten beim Brennen zu einer untrennbaren Einheit.

Der Ziegelstein 1 ist damit trotz seiner Zusammensetzung aus unterschiedlichen Komponenten einstückig ausgebildet, wodurch er sehr einfach und problemlos handhabbar ist.

Bezugszeichenliste

1

Ziegelstein

2

Längswand

3

Längswand

4

Querwand

5

Querwand

6

Vorsprünge

7

erster Bereich

8

zweiter Bereich

9

dritter Bereich

Claims (14)

1. Mauerwerksbaustein, dessen Inneres schichtartig in unterschiedlich strukturierte und/oder beschaffene Bereiche (7, 8, 9) untergliedert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Bereiche aus keramischem Schaum gebildet ist.

2. Mauerwerksbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Bereiche parallel zu zur Aufnahme von Putzschichten ausgebildeten Querwänden (4, 5) des Mauerwerksbausteins ange­ ordnet sind.

3. Mauerwerksbaustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bereiche (7, 8, 9) über die gesamte Breite des Mauerwerksbausteins erstrecken.

4. Mauerwerksbaustein nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche ungefähr gleich groß ausgebildet sind.

5. Mauerwerksbaustein nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Mauerwerksbausteins in drei Bereiche unterteilt ist.

6. Mauerwerksbaustein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Bereiche aus keramischem Schaum besteht.

7. Mauerwerksbaustein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Bereiche aus keramischem Schaum bestehen.

8. Mauerwerksbaustein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus keramischem Schaum bestehende Bereich der mitt­ lere der drei Bereiche ist.

9. Mauerwerksbaustein nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Schaum einstückig mit dem übrigen Mauer­ werksbaustein verbunden ist.

10. Verfahren zur Herstellung von Mauerwerksbausteinen unter Verwendung eines Strangpreßverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß keramischen Schaum enthaltende Bereiche des Mauerwerks­ bausteins einhergehend mit der Strangherstellung mit kerami­ schem Schaum befüllt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem keramischen Schaum Zusatzstoffe zugesetzt werden, durch welche er spätestens beim Erreichen einer den Strang in Mauerwerksbaustein-Rohlinge teilende Trennvorrichtung so fest ist, daß er beim Zertrennen des Stranges nicht oder jeden­ falls nicht in nennenswertem Umfang aus diesem und/oder dem Mauerwerksbaustein-Rohling herausläuft.

12. Vorrichtung zur Herstellung von Mauerwerksbausteinen unter Verwendung eines Strangpreßverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strang formende Form der Strangpreßvorrichtung mit einer Schaumbefüllungs- und/oder Schaumerzeugungsvorrich­ tung zum Befüllen ausgewählter Bereiche des Stranges mit keramischem Schaum versehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strangpreßvorrichtung und einer den Strang in Mauerwerksbaustein-Rohlinge teilende Trennvorrichtung eine insbesondere den keramischen Schaum vortrocknende Vor­ trocknungsvorrichtung vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Strangpreßvorrichtung und der Trennvorrichtung so groß ist, daß der keramische Schaum spätestens beim Erreichen der Trennvorrichtung so fest ist, daß er beim Zertrennen des Stranges nicht oder jedenfalls nicht in nennenswertem Umfang aus diesem und/oder dem Mauer­ werksbaustein-Rohling herausläuft.