DE202007002982U1 - brick - Google Patents
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Abstract
Mauerstein
a)
mit einer zumindest überwiegend
haufwerksporigen Struktur aus über
Bindemittel miteinander verbundenen Zuschlagskörnern,
b) wobei die Zuschlagskörner eine
Körngröße von maximal 16
mm aufweisen,
c) wobei wenigstens ein Teil der Zuschlagskörner Schwerzuschlagskörner aus
Kalkstein und/oder aus Natursand- und/oder kies, der überwiegend
aus Quarz besteht, sind,
d) und wobei das Bindemittel 25 Mass.%
bis 100 Mass.% bezogen auf die Gesamtmasse des Bindemittels erhärteten Kalk,
insbesondere erhärteten
Luftkalk und/oder erhärteten
hydraulischen Kalk, enthält.brick
a) having at least predominantly hovel-spiked structure of aggregate granules interconnected by means of binders,
b) the aggregate grains have a maximum grain size of 16 mm,
(c) at least some of the aggregate grains are heavy aggregate grains of limestone and / or of natural sand and / or gravel consisting predominantly of quartz,
d) and wherein the binder contains 25% by mass to 100% by mass, based on the total mass of the binder, of hardened lime, in particular hardened quicklime and / or hardened hydraulic lime.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mauerstein.The The invention relates to a brick.
Mauersteine werden zum Mauern von Mauersteinverbänden für Wände von Gebäuden, insbesondere Außenwände, Innenwände und Kellerwände; und auch für freistehende Mauern, verwendet: Die Mauersteine werden im Mauersteinverband an ihren Fugen vermörtelt und dadurch fest durch den ausgehärteten Mörtel miteinander verbunden, zumindest an den Lagerfugen übereinanderliegender Steinlagen. An den Stoßfugen zwischen Steinen kann auch eine formschlüssige Verbindung wie eine Verzahnung oder Nut und Feder vorgesehen sein und dann eine Vermörtelung der Stoßfugen entfallen.bricks are used to wall masonry formations for walls of buildings, especially exterior walls, interior walls and walls Basement walls; and also for freestanding walls, used: The bricks are in the brick wall mortified at their joints and thereby firmly connected by the hardened mortar, at least at the bed joints of superimposed stone layers. At the butt joints between stones can also be a positive connection such as a toothing or tongue and groove and then a mortar the butt joints omitted.
Als
Materialien für
Mauersteine sind neben den traditionell verwendeten Natursteinen,
insbesondere Magmagesteinen wie Granit oder Sedimentgesteinen wie
Kalkstein (CaCO3) oder Sandstein oder metamorphen
Gesteinen wie Marmor, um nur einige zu nennen, heutzutage überwiegend
künstlich
oder von Menschenhand geformte Mauersteine in Gebrauch. Neben Mauerziegelsteinen
sind vor allem Kalksandsteine und Mauersteine aus Porenbeton oder
Leichtbeton beim Bau von Gebäuden
und Häusern
gebräuchlich.
Eine Übersicht über Natursteine und
keramische und mineralisch gebundene Baustoffe gibt beispielsweise
das Buch
Mauerziegelsteine werden aus Ton, Lehm oder tonigen Massen ohne oder mit Zusatzstoffen geformt und gebrannt.Wall bricks Be made of clay, loam or clayey masses with or without additives shaped and fired.
Kalksandsteine sind Mauersteine, die aus feinem Kalk und kieselsäurehaltigen Zuschlägen hergestellt werden. Dazu wird gemahlener Branntkalk (gebrannter Kalk, Calciumoxid, CaO) hergestellt durch Brennen von Kalkstein (CaCO3) und mit kieselsäurehaltigen Zuschlägen oder Sanden unter geringem Wasserzusatz gemischt. Bei einer Zwischenlagerung löscht der gebrannte Kalk zu Kalkhydraten (gelöschter Kalk) ab. Sodann wird das Gemisch in einem Nachmischer auf Pressfeuchte gebracht, und es werden Steinrohlinge gepresst. Die Steinrohlinge werden dann in Autoklaven unter Sattdampfdruck bei etwa 16 bar und bei Temperaturen von 160°C bis 220°C gehärtet. Bei der Härtung reagiert der Kalk mit dem durch den heißen Wasserdampf aufgeschlossenen Siliciumoxid des Zuschlages oder Sandes zu Calciumhydrosilicaten ohne Carbonatisierung. Die Zuschlags- oder Sandkörner sind also in Kalksandsteinen über ein erhärtetes Bindemittel, das aus Calciumhydrosilicaten besteht, jedoch kein Calciumcarbonat enthält, miteinander verbunden oder verkittet. Die Struktur in Kalksandsteinen ist nicht haufwerksporig, sondern es liegt eine, auch im Erscheinungsbild des Steines, geschlossene Bindemittelmatrix zwischen den Zuschlagskörnern vor.Sand-lime bricks are bricks made of fine lime and siliceous aggregates. For this purpose ground quicklime (quicklime, calcium oxide, CaO) is produced by burning limestone (CaCO 3 ) and mixed with siliceous aggregates or sands with a small amount of added water. During interim storage, the burnt lime deletes lime hydrates (slaked lime). Then the mixture is brought in a post-mixer to press moisture, and stone blanks are pressed. The stone blanks are then cured in autoclaves under saturated steam pressure at about 16 bar and at temperatures of 160 ° C to 220 ° C. During hardening, the lime reacts with the silicon oxide of the aggregate or sand, which has been digested by the hot steam, to give calcium hydrosilicates without carbonation. The aggregate or sand grains are thus in Kalksandsteinen a hardened binder, which consists of calcium hydrosilicates, but does not contain calcium carbonate, connected or cemented together. The structure in sand-lime bricks is not porous, but there is one, also in the appearance of the stone, closed binder matrix between the aggregate grains before.
Beton
ist ein künstlicher
Stein, der aus einem Gemisch von Zement, Gesteinskörnung und
Wasser durch Erhärten
des Zement-Wasser-Gemisches entsteht. Zemente sind hydraulische
Bindemittel und bestehen hauptsächlich
aus Calciumsilicaten und Calciumaluminaten, die mit Wasser reagieren
und dabei entsprechende Hydrate bilden. Leichtbeton hat eine geringere
Trockenrohdichte und wird durch Leichtzuschläge und/oder Porigkeit des Betongefüges hergestellt
(vgl.
Mauersteine aus Porenbeton werden durch Mischen von quarzhaltigem Sand oder anderen quarzhaltigen Zusatzstoffen oder Flugaschen als Zuschlag und Branntkalk und/oder Zement als Bindemittel, Treibmitteln und Wasser sowie ggf. Zusatzstoffen hergestellt. Als Porosierungsmittel wird feines Pulver oder eine feinkörnige Paste von Aluminium zugesetzt. Die Poren entstehen durch frei werdenden Wasserstoff. Das Rohstoffgemisch wird in Formen gegossen und durch Auftreiben der Mischung entsteht der Formling in der Form. Der Formling wird anschließend in einer Sattdampfatmosphäre bei ca. 190°C gehärtet. Die Porenwände und das erhärtete Bindemittel zwischen den Zuschlagskörnern bestehen bei Porenbetonsteinen im Wesentlichen aus Calciumsilikathydrat. Porenbetonsteine sind nicht haufwerksporig, sondern es handelt sich um eine durch das Bindemittel geschlossene Struktur, die allerdings sehr viele und teilweise sehr feine Gasporen in der Bindemittelmatrix aufweist.bricks be made of aerated concrete by mixing quartz-containing sand or other quartz-containing additives or flyash as a supplement and quicklime and / or cement as a binder, blowing agent and Water and possibly additives produced. As a porosity agent Fine powder or a fine-grained paste of aluminum is added. The pores are created by liberated hydrogen. The raw material mixture is poured into molds and formed by puffing up the mixture the molding in the mold. The molding is then in a saturated steam atmosphere at about 190 ° C hardened. The pore walls and the hardened binder between the grants consist in aerated concrete blocks essentially of calcium silicate hydrate. Aerated concrete blocks are not heap-porous, but they are around a closed by the binder structure, however, very many and sometimes very fine gas pores in the binder matrix having.
Die europäische Norm DIN EN 771-3 und die deutschen Anwendungsnormen DIN 18151, 18152, 18153 und 20000-403 beschreiben die Zusammensetzung, die Eigenschaften und die Anwendung von Mauersteinen aus Beton (Normal- und Leichtbeton), die neben normalen und leichten Gesteinskörnungen nur Zement als Bindemittel enthalten. Als normale Gesteinskörnungen werden überwiegend Naturkiese und Natursande verwendet.The European Standard DIN EN 771-3 and the German application standards DIN 18151, 18152, 18153 and 20000-403 describe the composition which Properties and use of concrete bricks (normal and lightweight concrete), which apart from normal and light aggregates only Contain cement as a binder. As normal aggregates become prevalent Natural gravel and natural sands used.
Mauersteine
aus Leichtbeton nach DIN 18151, 18152 und 18153, bestehen aus Beton
einer Trockenrohdichte von maximal 2000 kg/m3,
bei dem die Ausgangsmischung neben den für Beton charakteristischen
Komponenten Zement, Gesteinskörnung und
Wasser zusätzlich
Leichtzuschläge
gemäß DIN EN
13055-1 zugesetzt werden, beispielsweise Blähton, Blähschiefer, Blähglas, Bims
oder Kesselsand. Der Beton wird in Formen verpresst und meist zur
Erhärtung
einer Wärmebehandlung
unterzogen. Die Leichtbeton-Mauersteine
haben in der Regel eine haufwerksporige Struktur, wobei sich die
Zuschlagskörner
mit dem Zementleim überzogen
sind und sich in dichtester Lagerung in kleinen, eher punktförmigen Bereichen
berühren
und dort über
den erhärteten
Zement oder Zementleim als Bindemittel miteinander verbunden sind
(vgl. vgl.
Es
ist ferner bekannt, Baukalke als Bindemittel für Mauermörtel und Putzmörtel sowie
zum Weißen
und für
Kalkfarbanstriche zu verwenden, Feinkalk auch zur Herstellung von
Kalkstandsteinen (vgl.
Luftkalk ist im Wesentlichen gelöschter Kalk oder Calciumhydroxid oder Kalkhydrat Ca(OH)2, der durch Löschen von gebranntem Kalk (CaO), der durch Brennen von Kalkstein oder Calciumcarbonat CaCO3 hergestellt wird, mit Wasser (H2O) hergestellt wird. Der Luftkalk hat seinen Namen daher, dass beim Erhärten der gelöschte Kalk Ca(OH)2 mit Wasser und Kohlendioxid aus der Luft, die zusammen Kohlensäure (H2CO3) bilden, zu erhärtetem Kalk (Kalkstein CaCO3) und Wasser exotherm reagiert. Hydraulische Kalke enthalten Bestandteile, die durch Reaktion mit Wasser zementähnlich erhärten, wie auch unter Wasser erstarrende und erhärtende hydraulische Verbindungen auf Basis von Ton, der im Wesentlichen Kieselsäure (SiO2), Tonerde (Al2O3) und Eisenoxid (Fe2O3) enthält.Air lime is essentially slaked lime or calcium hydroxide or hydrated lime Ca (OH) 2 prepared by quenching quicklime (CaO) prepared by burning limestone or calcium carbonate CaCO 3 with water (H 2 O). The lime limestone gets its name from the fact that when hardened the quenched lime Ca (OH) 2 reacts with water and carbon dioxide from the air, which together form carbonic acid (H 2 CO 3 ), to hardened lime (limestone CaCO 3 ) and water exothermic. Hydraulic limestones contain constituents which harden cementitiously by reaction with water, as well as water-hardening and hardening clay-based hydraulic compounds consisting essentially of silicic acid (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) contains.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen neuen Mauerstein anzugeben.Of the The invention is based on the object, a new brick specify.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen, Ausgestaltungen und Anwendungen des Mauersteins ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen.These The object is achieved with the features of claim 1. Further developments, Embodiments and applications of the brick arise from the respective dependent Claims.
Der Mauerstein gemäß der Erfindung weist im Wesentlichen eine haufwerksporige Struktur aus über Bindemittel miteinander verbundenen Zuschlagskörnern oder Zuschlagspartikeln auf, wobei die Zuschlagskörner eine Korngröße (oder: Größtkornmaß) von maximal 16 mm aufweisen. Wenigstens ein Teil der Zuschlagskörner sind Schwerzuschlagskörner, wobei Schwerzuschlagskörner aus Kalkstein vorgesehen sind oder als Schwerzuschlagkörner Natursandkörner oder Naturkieskörner, die jeweils überwiegend aus Quarz bestehen, oder als Schwerzuschlagskörner sowohl Zuschlagskörner aus Kalkstein als auch Natursandkörner oder Naturkieskörner, die jeweils überwiegend aus Quarz bestehen, vorgesehen sind. Das Bindemittel enthält 25 Mass.% (Massenprozent) bis 100 Mass.%, bezogen auf die Ge samtmasse des im Mauerstein enthaltenen Bindemittels, erhärteten Kalk, insbesondere erhärteten oder abgebundenen Luftkalk und/oder hydraulischen Kalk.Of the Brick according to the invention essentially has a structure that is porous by means of a binder associated aggregate or aggregate particles on, with the aggregate grains a grain size (or: Largest grain size) of maximum 16 mm. At least part of the aggregate grains are Heavy aggregate grains, being heavy aggregate grains are provided from limestone or Schwerzuschlagkörner natural sand grains or Natural gravel grains each one predominantly made of quartz, or aggregate grains, as heavy aggregate grains Limestone as well as natural sand grains or natural gravel, each one predominantly made of quartz, are provided. The binder contains 25% by mass (Mass percent) to 100 Mass.%, Based on the total mass of the Binder contained in the brick, hardened lime, in particular hardened or hardened slaked lime and / or hydraulic lime.
Unter haufwerksporiger Struktur des Mauersteins wird dabei verstanden, dass zwischen den einzelnen Zuschlagskörnern oder -partikeln keine geschlossene Bindemittelmatrix vorliegt, sondern Freiräume existieren, die sog. Haufwerksporen. Die Zuschlagskörner sind nur an kleinen Verbindungsbereichen oder eher punktförmig über das Bindemittel miteinander verbunden und ansonsten nicht über Bindemittel miteinander verbunden oder, mit anderen Worten durch die gasgefüllten Zwischenporen oder Haufwerksporen voneinander getrennt. Die Haufwerksporen sind dabei zumindest teilweise so groß, dass sie mit dem bloßen Auge erkennbar sind, und nehmen einen bedeutsamen Teil des Gesamtvolumens des Mauersteins, üblicherweise mehr als 3 Volumenprozent, ein. Die haufwerksporige Struktur herrscht im Allgemeinen in wenigstens 95 Prozent, vorzugsweise wenigstens 98 %, des Mauersteinvolumens vor. Die haufswerkporige Struktur des Mauersteines gemäß der Erfindung ermöglicht eine offene und diffusionsoffene oder gas- und dampfdurchlässige Struktur des Mauersteins, die ein gutes Raumklima ermöglicht.Under the structure of the brick, which is of a porous structure, is understood that between the individual granules or particles no closed binder matrix is present, but free spaces exist, the so-called heap spores. The aggregate grains are only at small connection areas or more punctiform about that Binders bonded together and otherwise not via binders interconnected or, in other words, through the gas-filled intermediate pores or heap spores separated. The heap spurs are doing so at least partially so big that they are with the naked eye recognizable and take a significant part of the total volume of the brick, usually more than 3 volume percent, a. The heap-porous structure prevails generally at least 95 percent, preferably at least 98%, of the brick volume. The cluster structure of the Brick according to the invention allows an open and vapor-permeable or gas- and vapor-permeable structure of the brick, which allows a good indoor climate.
Die Bindung des Mauersteins mit Kalk ermöglicht eine hohe Tragfähigkeit und damit dünne Wandstärken. Der Stein selbst sowie seine Herstellung und Entsorgung sind ökologisch unbedenklich.The Binding of the brick with lime allows a high load capacity and therefore thin wall thicknesses. Of the Stone itself as well as its manufacture and disposal are ecological harmless.
Der Massenanteil an hydraulischem Kalk oder hydraulisch abgebundenem Kalk im Mauerstein ist im Allgemeinen wenigstens so hoch wie der Anteil des erhärteten Luftkalkes und beträgt vorzugsweise wenigstens das 1,5-Fache des Anteils des Luftkalkes.Of the Mass fraction of hydraulic lime or hydraulically hardened Lime in the brick is generally at least as high as the Proportion of hardened Air lime and amounts preferably at least 1.5 times the proportion of the air lime.
Vorzugsweise hat die Gesamtmasse der Zuschlagskörner im trockenen Mauerstein einen Massenanteil von 50 Mass.% bis 90 Mass.% und das Bindemit tel einen Massenanteil an der Trockenmasse des Mauersteins von 10 Mass.% bis 50 Mass.%.Preferably has the total mass of aggregate grains in the dry brick a mass fraction of 50 Mass.% to 90 Mass.% and the Bindemit tel a mass fraction of the dry mass of the brick of 10 mass.% up to 50% by mass.
In einer Ausführungsform des Mauersteins sind ein Teil der Zuschlagskörner Leichtzuschlagskörner, insbesondere aus wenigstens einem Material oder mehreren Materialien der Blähton, Blähschiefer, Blähglas, Bimsstein, Lava, Kesselsand umfassenden Gruppe von Materialien. Dadurch kann die Trockenrohdichte des Mauersteins reduziert werden.In an embodiment of the brick are part of the aggregate grains lightweight aggregate grains, in particular made of at least one material or several materials of expanded clay, expanded slate, expanded glass, pumice, Lava, boiler sand comprehensive group of materials. This can the dry bulk density of the brick are reduced.
Der Masseanteil der Leichtzuschlagskörner an der Gesamttrockenmasse der Zuschlagskörner im Mauerstein beträgt vorzugsweise 10 Mass.% bis 75 Mass.%.Of the Mass share of the lightweight aggregate grains the total dry mass of aggregate grains in the brick is preferably 10% by mass to 75% by mass.
Das Bindemittel im Mauerstein kann neben erhärtetem Kalk auch erhärteten Zement enthalten. Der Masseanteil des erhärteten (gebundenen) Zements beträgt dabei insbesondere von 0 Mass.% bis 75 Mass.%, vorzugsweise 25 Mass.% bis 50 Mass.%, der Gesamtmasse des im trockenen Mauerstein enthaltenen Bindemittels.The binder in the brick may contain hardened lime as well as hardened cement. The mass fraction of the hardened (bound) cement is in particular from 0% by mass to 75% by mass, preferably 25% by mass to 50% by mass, of the total mass of the dry wall stone contained binder.
Die maximale Körngröße der Schwerzuschlagskörner und/oder der Leichtzuschlagskörner beträgt vorzugsweise 8 mm.The maximum grain size of heavy aggregate grains and / or the light aggregate grain is preferably 8 mm.
Der Mauerstein weist insbesondere eine Trockenrohdichte zwischen 400 kg/m3 und 2200 kg/m3 und/oder eine Druckfestigkeit zwischen 2 N/mm2 und 30 N/mm2 und/oder eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,09 W/(mK) und 1,4 W/(mK) auf.The brick in particular has a dry bulk density between 400 kg / m 3 and 2200 kg / m 3 and / or a compressive strength between 2 N / mm 2 and 30 N / mm 2 and / or a thermal conductivity between 0.09 W / (mK) and 1.4 W / (mK).
Der Mauerstein wird vorzugsweise durch das folgende Verfahren hergestellt:
- a) Herstellen einer Ausgangsmischung aus Zuschlagskörnung, Bindemittel und gegebenenfalls weiterer Zusatzstoffe mit Wasser,
- b) wobei die Zuschlagskörnung wenigstens teilweise eine Schwerzuschlagskörnung aus Kalkstein und/oder Natursand, der überwiegend aus Quarz besteht, enthält, und eine maximale Korngröße von 16 mm aufweist
- c) und wobei das Bindemittel 25 Mass.% bis 100 Mass.% Kalk, insbesondere Luftkalk und/oder hydraulischen Kalk, bezogen auf die Gesamttrockenmasse des Bindemittels, enthält,
- d) Erzeugen eines Steinformlings aus der Mischung,
- e) Trocknen des Steinformlings, wobei das Bindemittel aushärtet und die Zuschlagskörner miteinander fest verbindet und wobei aus dem Kalk des Bindemittels im Wesentlichen erhärteter Kalk entsteht.
- a) preparing a starting mixture of aggregate grain, binder and optionally further additives with water,
- b) wherein the aggregate grain at least partially contains a Schwerzuschlegskörnung limestone and / or natural sand, which consists predominantly of quartz, and has a maximum particle size of 16 mm
- c) and wherein the binder contains 25% by mass to 100% by mass of lime, in particular air lime and / or hydraulic lime, based on the total dry mass of the binder,
- d) producing a stone molding from the mixture,
- e) drying the stone molding, wherein the binder hardens and the aggregate granules firmly together and wherein the lime of the binder substantially hardened lime is formed.
Die Verwendung von Kalk als oder im Bindemittel verbessert die Verarbeitbarkeit der Ausgangsmischung, insbesondere deren Fließverhalten, und führt zu einer Einsparung an Bindemittel gegenüber reinem Zement als Bindemittel.The Use of lime as or in the binder improves processability the starting mixture, in particular their flow behavior, and leads to a Saving of binder compared to pure Cement as a binder.
Die Zuschlagskörnung hat in einer Ausführungsform des Herstellverfahrens einen Masseanteil an der Trockenmasse der Ausgangsmischung, das heißt der Ausgangsmischung ohne Wasser, von 60 Mass.% bis 92 Mass.% und das Bindemittel hat einen Massenanteil an der Trockenmasse der Ausgangsmischung von 8 Mass.% bis 40 Mass.%. Mit diesen Mischungsverhältnissen entstehen im Allgemeinen Mauersteine mit einer haufwerksporigen Struktur.The surcharge grit has in one embodiment the manufacturing process a mass fraction of the dry mass of Starting mixture, that is of the starting mixture without water, from 60% by mass to 92% by mass and the binder has a mass fraction of the dry mass of the starting mixture from 8% to 40% by mass. With these mixing ratios In general, bricks are created with a hspwerksporigen Structure.
Die Ausgangsmischung kann ferner bis 2 Mass.% bezogen auf ihre Gesamttrockenmasse chemische Zusatzstoffe zur Verbesserung der Verarbeitung und/oder Eigenschaften der Ausgangsmischung oder des daraus hergestellten Mauersteins, insbesondere Schaum- oder Luftporenbildner, Verflüssiger, aufweisen, wobei dann der Massenanteil wenigstens einer der anderen Komponenten entsprechend verringert ist.The Starting mixture can also be up to 2% by mass, based on its total solids content chemical additives to improve processing and / or Properties of the starting mixture or of the mixture produced therefrom Brick, in particular foam or air-entraining agent, condenser, have, in which case the mass fraction of at least one of the other Components is reduced accordingly.
Das Bindemittel enthält bevorzugt 50 Mass.% bis 100 Mass.% Kalk, insbesondere Luftkalk und/oder hydraulischen Kalk, bezogen auf die Gesamtmasse des Bindemittels in der Ausgangsmischung.The Contains binder preferably 50% by mass to 100% by mass lime, in particular lime and / or hydraulic lime, based on the total mass of the binder in the starting mixture.
Der Anteil an hydraulischem Kalk in der Ausgangsmischung ist im Allgemeinen wenigstens so hoch die der Anteil des Luftkalkes und beträgt vorzugsweise wenigstens das 1,5-Fache des Anteils des Luftkalkes.Of the Proportion of hydraulic lime in the starting mixture is generally at least as high as the proportion of the lime and is preferably at least 1.5 times the proportion of the lime.
Ferner kann das Bindemittel neben Kalk auch Zement enthalten, insbesondere 0 Mass.% bis 75 Mass.%, vorzugsweise 25 Mass.% bis 50 Mass.%, bezogen auf die Gesamttrockenmasse des Bindemittels in der Ausgangsmischung.Further In addition to lime, the binder may also contain cement, in particular 0% by mass to 75% by mass, preferably 25% by mass to 50% by mass, based on the total solids of the binder in the starting mixture.
In einer weiteren Variante umfasst die Zuschlagskörnung eine Leichtzuschlagskörnung, insbesondere aus wenigstens einem Material oder mehreren Materialien der Blähton, Blähschiefer, Blähglas, Bimsstein, Lava, Kesselsand umfassenden Gruppe von Materialien und/oder insbesondere mit einem Massenanteil an der Gesamttrockenmasse der Zuschlagskörnung in der Ausgangsmischung von 10 Mass.% bis 75 Mass.%.In In a further variant, the aggregate grit comprises a lightweight aggregate grit, in particular made of at least one material or several materials of expanded clay, swelling slate, Expanded glass, pumice, Lava, boiler sand comprehensive group of materials and / or in particular with a mass fraction of the total dry mass of aggregate grain in the starting mixture from 10% by mass to 75% by mass.
Die Korngröße der Schwerzuschlagskörnung und/oder der Leichtzuschlagskörnung beträgt bevorzugt maximal 8 mm.The Grain size of Schwerzuschlaggrains and / or the lightweight aggregate is preferred maximum 8 mm.
Die Steinformlinge werden aus der Ausgangsmischung vorzugsweise durch Pressen in einem Steinformwerkzeug einer Steinpresse erzeugt.The Stone moldings are preferably made from the starting mixture Pressing produced in a stone form tool of a stone press.
Das Trocknen und Abbinden der Steinformlinge erfolgt im Allgemeinen bei einer relativen Feuchte von 50 % bis 100 % und bei Temperaturen von 10°C bis 45°C, also insbesondere normalen Atmosphären-, Umgebungs- oder Lagertemperaturen, sowie unter Atmosphärendruck oder Normaldruck.The Drying and setting of the stone moldings is generally done at a relative humidity of 50% to 100% and at temperatures of 10 ° C to 45 ° C, so especially normal atmospheres, Environment or Storage temperatures, and under atmospheric pressure or atmospheric pressure.
Somit wird durch die Wahl von Temperatur, Druck und Feuchte beim Trocknen und Abbinden der Steinformlinge verhindert, dass eine chemische Reaktion zwischen den Zuschlagskörnern und dem Bindemittel stattfindet und es erhärtet nur das Bindemittel. Somit ist auch kein aufwendiges Aushärten unter höheren Temperaturen und Dampfdruck erforderlich wie beispielsweise bei Kalksandsteinen. Ferner hat dies den Vorteil, dass keine wei tere Energie zugeführt werden muss und dass die haufwerksporige Struktur, die durch die Zusammensetzung der Ausgangsmischung entsteht, erhalten bleibt.Consequently is determined by the choice of temperature, pressure and humidity during drying and setting of the stone moldings prevents a chemical Reaction between the grants and the binder takes place and it hardens only the binder. Consequently is also no time-consuming curing under higher Temperatures and vapor pressure required such as at Sand-lime bricks. Furthermore, this has the advantage that no further Energy supplied must be and that the heap-porous structure, which by the Composition of the starting mixture is formed, is retained.
Der Mauerstein findet eine bevorzugte Anwendung für ein Mauerwerk im Innenbereich, Außenbereich oder Kellerbereich eines Gebäudes, insbesondere eines Wohnhauses.Of the Brick finds a preferred application for interior masonry, outdoors or basement area of a building, especially a residential building.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert.The The invention will be further explained below with reference to exemplary embodiments.
In allen Ausführungsbeispielen wurden die verwendeten Gesteinkörnungen, Bindemittel und ggf. chemischen Zusatzmitteln mit Wasser in einem Zwangsmischer so lange intensiv gemischt, bis eine verarbeitungsfähige, im Wesentlichen homogene und mehr oder weniger erdfeuchte Ausgangsmischung entstand. Dazu wurden Standardmischer, die auch zum Mischen von Beton verwendet werden, eingesetzt. Geeignet sind Mischer mit rotierenden Mischwerkzeugen, z. B. ein horizontal drehender Eirich-Mischer oder ein Zyklos-Mischer, oder auch schrägstehende Mischer oder andere Mischaggregate, die für eine gleichmäßige Durchmischung sorgen.In all embodiments were the used rock grains, Binders and possibly chemical additives with water in a compulsory mixer mixed intensively until a workable, in the Substantially homogeneous and more or less earth-moist starting mixture originated. These were standard mixers, which are also used for mixing Concrete used used. Suitable mixers with rotating mixing tools, z. B. a horizontally rotating Eirich mixer or a cyclosion mixer, or skewed Mixers or other mixing units, for a uniform mixing to care.
Die erzeugte feuchte Ausgangsmischung wird dann in eine Steinpresse verbracht und dort in eine Steinform gefüllt, die dem gewünschten Format des Mauersteins entspricht und je nach gewünschter Geometrie des Mauersteins ausgebildet ist, beispielsweise auch für eine Verzahnung oder eine Nut-Feder-Verbindung oder für Griffmulden oder andere Strukturen an der Oberfläche des Steines ausgebildet ist. Während des Füllvorgangs wird die Mischung bereits vorverdichtet. Die endgültige Verdichtung der Mischung zu dem Steinformling erfolgt vorzugsweise durch hohe Vibrationsenergie und durch das Einbringen von Pressstempeln in die Steinform.The produced wet starting mixture is then placed in a stone press spent and there filled in a stone form, the desired Format of the brick corresponds and depending on the desired geometry is formed of the brick, for example, for a toothing or a tongue and groove connection or for Griffmulden or other structures formed on the surface of the stone is. While of the filling process the mixture is already pre-compacted. The final compaction the mixture to the stone molding is preferably carried out by high Vibration energy and by the introduction of press punches in the stone form.
Nach diesem Verdichtungsvorgang beim Pressen wird der gepresste Steinformling (Grünling, Pressling) automatisch entformt, d.h. die Form wird von dem Steinpressling, der auf einer Unterlage liegt, abgenommen, und, insbesondere über verschiedene Fördereinrichtungen wie z. B. Förderbänder, in eine Trockenkammer oder Aushärtkammer verbracht.To This compression process during pressing is the pressed stone molding (Grünling, Pressling) automatically demolded, i. the shape is taken from the stone compact, which lies on a base, removed, and, in particular via different conveyors such as B. conveyor belts, in a drying chamber or curing chamber spent.
In der Trockenkammer werden die Steinformlinge über einen Zeitraum bis zu mehreren Tagen (bis zu einer Woche, in der Regel kürzer) liegen gelassen und gelagert zum Aushärten. In der Trockenkammer herrschen für diesen Aushärtevorgang typischerweise normale Temperaturen zwischen 10°C und 45°C und Luftfeuchtigkeiten von typischerweise 50 % und 100 %.In The drying chamber is the stone moldings over a period up to several Days (up to a week, usually shorter) left and stored for curing. In the drying chamber prevail for this curing process typically normal temperatures between 10 ° C and 45 ° C and humidities of typically 50% and 100%.
Während des Trocken- und Aushärtevorgangs reagiert das enthaltene Bindemittel, insbesondere dessen Kalkanteil und ggf. Zementanteil mit dem Anmachwasser vom Mischvorgang und/oder dem Kohlendioxid der Luft und bildet eine feste Struktur zum Binden der Gesteinskörner als nunmehr erhärteter Kalk bzw. Zement als Bindemittel im Mauerstein. Das restliche Wasser verdunstet mit der Zeit, bis die Ausgleichsfeuchte im Mauerstein erreicht ist.During the Drying and curing process reacts the contained binder, in particular its lime content and possibly cement content with the mixing water from the mixing process and / or the Carbon dioxide of the air and forms a solid structure for binding of the grains as now hardened Lime or cement as a binder in the brick. The remaining water Evaporates with time, until the equilibrium moisture content in the brick is reached.
Nach dem Aushärten werden die Mauersteine aus der Trockenkammer heraustransportiert und im Freien oder in einer Halle oder einem Lager bis zu ihrer Auslieferung und Verwendung gelagert.To curing The bricks are transported out of the drying chamber and in the open air or in a hall or warehouse up to theirs Delivery and use stored.
Es wird als Zuschlagskörnung eine Gesteinskörnung für die Ausgangsmischung verwendet mit einem Anteil von Splitt und Sand aus gebrochenem Kalkstein, insbesondere reinem Kalkstein (CaCO3) und/oder dolomitisiertem Kalkstein (CaCO3·MgCO3), und/oder Naturkies und -sand (überwiegend Quarz SiO2) von 60 Gew.% bis 90 Gew.%, wobei die angegebenen Gewichtsprozent sich auf das Trockengewicht der Ausgangsmischung ohne Wasser beziehen. Die Zuschlagsstoffe weisen Körnungen von 0 mm bis 16 mm, vorzugsweise 0 mm bis 8 mm, auf. Die Körnungen werden insbesondere durch Siebverfahren und entsprechende Sieblinien oder Abfolgen von Siebschritten festgelegt.It is used as aggregate aggregate aggregate for the starting mixture with a proportion of grit and sand from crushed limestone, especially pure limestone (CaCO 3 ) and / or dolomitized limestone (CaCO 3 · MgCO 3 ), and / or natural gravel and sand (predominantly Quartz SiO 2 ) from 60% by weight to 90% by weight, the stated weight percent being based on the dry weight of the starting mixture without water. The aggregates have granulations of 0 mm to 16 mm, preferably 0 mm to 8 mm. The grain sizes are determined in particular by sieving methods and corresponding grading lines or sequences of sieve steps.
Die gravimetrischen Anteile werden in den Ausführungsbeispielen in Gewichtsprozent (Gew.%) bezogen auf das jeweilige Gesamtgewicht angegeben, können aber ebenso, physikalisch korrekter, in Massenprozent (Mass.%) bezogen auf die jeweilige Gesamtmasse angegeben werden. Die Zahlenwerte sind in beiden Fällen gleich.The Gravimetric proportions are in the embodiments in weight percent (% By weight) based on the respective total weight, but can also, physically more correctly, in mass percent (% by mass) be given to the respective total mass. The numerical values are in both cases equal.
Zum Erzeugen niedrigerer Trockenrohdichten der Mauersteine für leichtere oder besser wärmedämmende Mauersteine werden in einigen Ausführungsbeispielen leichte Gesteinskörnungen wie Blähton, Blähschiefer, Bimsstein, Blähglas, Lava oder Kesselsand in Gewichtsanteilen von 10 Gew.% bis 75 Gew.% und ebenfalls mit Körnungen von 0 mm bis 16 mm, vorzugsweise 0 mm bis 8 mm, beigegeben.To the Create lower dry bulk densities of the bricks for lighter ones or better heat-insulating bricks be in some embodiments light aggregates like expanded clay, expanded shale, Pumice, expanded glass, Lava or boiler sand in proportions by weight of 10% by weight to 75% by weight and also with grains from 0 mm to 16 mm, preferably 0 mm to 8 mm, added.
Als Bindemittel für die Ausgangsmischung wird Kalk, insbesondere Luftkalk (Ca(OH)2) und/oder hydraulischer Kalk (beispielsweise CaO·SiO2·Al2O3), in einem Gewichtsprozentanteil von 25 Gew.% bis 100 Gew.%, vorzugsweise 50 Gew.% bis 75 Gew.%, bezogen auf das Gesamtrockengewicht des Bindemittels, verwendet und, soweit als komplementärer Bestandteil des Bindemittels vorgesehen, Zement von 0 Gew.% bis 75 Gew.%, vorzugsweise 25 Gew.% bis 50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtrockengewicht des Bindemittels.As a binder for the starting mixture% is limestone, particularly quicklime (Ca (OH) 2) and / or hydraulic lime (for example, CaO · SiO 2 · Al 2 O 3), is present in a weight percentage of 25 Gew. To 100th%, preferably From 50% by weight to 75% by weight, based on the total dry weight of the binder, and, if provided as a complementary constituent of the binder, from 0% by weight to 75% by weight, preferably from 25% by weight to 50% by weight. , based on the total dry weight of the binder.
Der gravimetrische Anteil (Gewichtsanteil) des Bindemittels Kalk oder Kalk und Zement an dem Gesamttrockengewicht der Ausgangsmischung liegt zwischen 8 Gew.% und 40 Gew.%.Of the gravimetric proportion (weight fraction) of the binder lime or Lime and cement to the total dry weight of the starting mixture is between 8% by weight and 40% by weight.
Wasser wird typischerweise in einem Anteil von 5 Mass.% bis 25 Mass.% bezogen auf die Trockenmasse der Ausgangsmischung zugesetzt, wobei bei höherem Anteil Leichtzuschlag in der Regel mehr Wasser genommen wird.water is typically purchased at a level of from 5% to 25% by weight added to the dry mass of the starting mixture, with a higher proportion Lightweight supplement is usually taken more water.
Ferner werden den Ausgangsmischungen teilweise auch chemische Zusatzmittel wie Schaum- oder Luftporenbildner oder Verflüssiger oder ähnliches in Gewichtsanteilen kleiner oder höchstens 2 Gew.% bezogen auf das Ge samttrockengewicht der Ausgangsmischung zur Verbesserung der Frisch- und Festbaustoffeigenschaften dieser Mischungen und daraus hergestellten Mauersteine beigefügt.In addition, some chemical additives such as foam or air entraining agent or condenser or the like in parts by weight less than or at most 2 wt.% Based on the total dry weight of the starting mixture to improve the fresh and solid construction properties of these mixtures and bricks produced therefrom attached.
Bei dem Vergleich der Anteile der Zuschlagskörnung und des Bindemittels in der Ausgangsmischung im noch nicht erhärteten Zustand des Bindemittels einerseits und der Anteile in dem Mauerstein mit abgebundenem oder erhärtetem Bindemittel ist zu berücksichtigen, dass ein im Einzelfall variabler Rest des Bindemittels nicht abbindet, die Masse des Bindemittels bei dem Abbinden durch die chemische Reaktion generell zunimmt, typischerweise um 20 % bis 25 %, und die Zusatzmittel in der Regel im abgebundenen Mauerstein nur noch unwesentlich oder in deutlich geringerer Masse vorhanden sind, üblicherweise verdunstet sind. Es sind aufgrund dessen auch Abweichungen in den angegebenen Anteilen im Einzelfall möglich.at comparing the proportions of the aggregate grain and the binder in the starting mixture in the not yet hardened state of the binder on the one hand and the parts in the brick with hardened or hardened Binder must be taken into account that in a particular case variable remainder of the binder does not set, the mass of the binder in the setting by the chemical reaction generally increasing, typically by 20% to 25%, and the additives usually in the set brick only insignificantly or are present in much lesser mass, are usually evaporated. Due to this, there are also deviations in the stated proportions in individual cases possible.
Die mit diesen Ausgangsmischungen und dem beschriebenen Verfahren hergestellten Mauersteine liegen in ihren Trockenrohdichten zwischen 400 kg/m3 und 2200 kg/m3 abhängig von dem Gewicht der eingesetzten Gesteinskörnungen und dem Bindemittelanteil und weisen in Abhängigkeit von ihrer Trockenrohdichte Druckfestigkeiten zwischen 2 N/mm2 und 30 N/mm2 sowie Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,09 und 1,4 W/(mK) auf.The bricks produced with these starting mixtures and the process described are in their dry bulk densities between 400 kg / m 3 and 2200 kg / m 3 depending on the weight of the aggregates used and the binder content and have depending on their dry bulk density compressive strengths between 2 N / mm 2 and 30 N / mm 2 and Wärmeleitfähigkeiten between 0.09 and 1.4 W / (mK) on.
Ferner besitzen die derart hergestellten Mauersteine eine haufwerksporige Struktur, das heißt die einzelnen Gesteins- oder Zuschlagskörner werden durch das Bindemittel so miteinander verklebt, dass zwischen ihnen Freiräume verbleiben, die sogenannten Haufwerksporen. Die Zusammensetzung der Mauersteine ist im Wesentlichen mineralisch und ihre Struktur offenporig und diffusionsoffen mit relativ rauer, griffiger Oberfläche.Further have the bricks produced in this way a heap of spears Structure, that is the individual rock or aggregate grains are made by the binder glued together so that between them remain free spaces, the so-called heap spores. The composition of the bricks is essentially mineral and its structure is porous and permeable with a relatively rough, non-slip surface.
Ausführungsbeispiel 1embodiment 1
Es werden folgende trockenen Bestandteile mit Wasser angemacht zum Herstellen der feuchten Ausgangsmischung:
- • 80 Gew.% Kalkstein einer Körnung von maximal 8 mm als Gesteinskörnung oder Zuschlagskörnung,
- • 10 Gew.% Luftkalk und 10 Gew.% hydraulischer Kalk als Bindemittel.
- • 80% by weight of limestone with a maximum grain size of 8 mm as aggregate or aggregate,
- • 10 wt% air lime and 10 wt% hydraulic lime as binder.
Es entsteht durch den Herstellprozess gemäß der Erfindung mit diesen Ausgangsstoffen ein Mauerstein, der durch das Löschen des Kalkes mit dem Wasser zu gelöschtem Kalk und die anschließende Aushärtereaktion zu erhärtetem Kalk (CaCO3) und durch die Verwendung von Naturkalkstein als Gesteinskörnung praktisch zu über 95 % aus Kalkstein besteht und damit als ökologisch einzustufen ist. Die Trockenrohdichte liegt bei etwa 1800 kg/m3, die Druckfestigkeit bei 10 N/mm2 und die Wärmeleitfähigkeit bei 0,60 W/(mK).It is produced by the manufacturing process according to the invention with these starting materials a brick that by deleting the lime with the water to slaked lime and the subsequent hardening reaction to hardened lime (CaCO 3 ) and the use of natural limestone as aggregate practically more than 95% made of limestone and thus classified as ecological. The dry bulk density is about 1800 kg / m 3 , the compressive strength at 10 N / mm 2 and the thermal conductivity at 0.60 W / (mK).
Ausführungsbeispiel 2embodiment 2
Es werden als Trockenbestandteile für die feuchte Ausgangsmischung mit Wasser
- • 40 Gew.% Splitt und Sand aus gebrochenem Kalkstein mit einer Körnung von bis zu maximal 16 mm und einer
- • 20 Gew.% Blähton als Leichtzuschlag mit einer Körnung bis zu 16 mm
- • 40 Gew.% Bindemittel als Mischung aus Luftkalk und Zement, wobei der Anteil des Luftkalks im Bindemittel 75 Gew.% beträgt und der Anteil des Zementes 25 Gew.%.
- • 40% by weight of chippings and sand of crushed limestone with a grain size of up to 16 mm and one
- • 20% by weight expanded clay as a lightweight aggregate with a grain size of up to 16 mm
- 40% by weight of binder as a mixture of quicklime and cement, the proportion of the quicklime in the binder being 75% by weight and the proportion of the cement being 25% by weight.
Der damit hergestellte Mauerstein hat eine Trockenrohdichte von ca. 1400 kg/m3, eine Druckfestigkeit von 12 N/mm2 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,40 W/(mK).The brick produced with it has a dry bulk density of about 1400 kg / m 3 , a compressive strength of 12 N / mm 2 and a thermal conductivity of 0.40 W / (mK).
Ausführungsbeispiel 3embodiment 3
Es wird eine Ausgangsmischung aus Wasser und den folgenden Trockenbestandteilen hergestellt:
- • 68 Gew.% Naturkies und -sand, der zu über 90 % aus Quarz (SiO2) bestand, mit einer Körnung von maximal 12 mm
- • 10 Gew.% leichte Gesteinskörnung aus Bimsstein mit einer Körnung von maximal 8 mm
- • 20 Gew.% Bindemittel aus hydraulischem Kalk und Zement in einem gravimetrischen Mischungsverhältnis 3:1 (75:25)
- • 2 Gew.% Luftporenbildner und Fließmittel als chemische Zusatzmittel
- • 68% by weight of natural gravel and sand, which was more than 90% quartz (SiO 2 ), with a maximum grain size of 12 mm
- • 10% by weight of lightweight aggregate of pumice with a maximum grain size of 8 mm
- 20% by weight binder of hydraulic lime and cement in a gravimetric mixing ratio 3: 1 (75:25)
- • 2% by weight of air-entraining agents and superplasticizers as chemical additives
Der damit hergestellte Mauerstein besitzt eine Trockenrohdichte von 1600 kg/m3, eine Druckfestigkeit von 25 N/mm2 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,60 W/(mK).The brick produced with it has a dry density of 1600 kg / m 3 , a compressive strength of 25 N / mm 2 and a thermal conductivity of 0.60 W / (mK).
Ausführungsbeispiel 4embodiment 4
Die Ausgangsmischung umfasst in der Trockenmasse
- • 20 Gew.% Kalkstein einer Körnung von maximal 10 mm,
- • 40 Gew.% Blähschiefer als leichte Gesteinskörnung mit einer Körnung von maximal 10 mm
- • 38 Gew.% hydraulischen Kalk als Bindemittel
- • 2 % chemische Zusatzmittel
- • 20% by weight limestone with a maximum grain size of 10 mm,
- • 40% by weight of expanded slate as a light aggregate with a maximum grain size of 10 mm
- • 38% by weight of hydraulic lime as a binder
- • 2% chemical additives
Der damit hergestellte Mauerstein besitzt eine Trockenrohdichte von 1200 kg/m3, eine Druckfestigkeit von 12 N/mm2 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,35 W/(mK).The brick produced with it has a dry bulk density of 1200 kg / m 3 , a compressive strength of 12 N / mm 2 and a thermal conductivity of 0.35 W / (mK).
Ausführungsbeispiel 5embodiment 5
Die Ausgangsmischung umfasst als Trockenbestandteile
- • 78,5 Gew.% Kalkstein als Schwerzuschlag in einer Körnung bis maximal 16 mm,
- • 17 Gew.%. Luftkalk und 3 Gew.% Zement als Bindemittel
- • 1,5 Gew.% Verflüssiger als Zusatzmittel
- • 78.5% by weight of limestone as heavy aggregate in a grain size up to a maximum of 16 mm,
- • 17% by weight. Air lime and 3 wt.% Cement as binder
- • 1.5% by weight of plasticizer as an additive
Der damit hergestellte Mauerstein besitzt eine Trockenrohdichte von 1800 kg/m3, eine Druckfestigkeit von 16 N/mm2 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,60 W/(mK).The brick produced with it has a dry density of 1800 kg / m 3 , a compressive strength of 16 N / mm 2 and a thermal conductivity of 0.60 W / (mK).
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- 2007-02-27 DE DE200720002982 patent/DE202007002982U1/en not_active Expired - Lifetime
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