DE202014010772U1 - Mobile building element, in particular building room cell or wall or ceiling part thereof - Google Patents

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Abstract

Mobiles Gebäudeelement, insbesondere Gebäude-Raumzelle oder Wand- oder Decken-Teil hierfür, umfassend – mindestens eine Wand- und/oder Deckplatte (5, 6) zur Bildung des Gebäudeelementes, dadurch gekennzeichnet, dass – die mindestens eine Wand- und/oder Deckplatte (5, 6) aus einem gefügedichten Holz-Beton-Material besteht.Mobile building element, in particular building room cell or wall or ceiling part thereof, comprising - at least one wall and / or cover plate (5, 6) for forming the building element, characterized in that - the at least one wall and / or cover plate (5, 6) consists of a Gefgedgedichten wood-concrete material.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobiles Gebäudeelement und insbesondere eine Gebäude-Raumzelle oder eine Wand- oder Decken-Teil hierfür.The invention relates to a mobile building element and in particular a building room cell or a wall or ceiling part thereof.

Als bekanntes Beispiel für ein solches Gebäudeelement in Form einer Raumzelle können übliche Wohn- oder Bürocontainer genannt werden, die aus Wand- und Deckplatten aus Leichtbeton bestehen. Derartige Leichtbetonmaterialien sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Neben der üblichen Bindemittelmatrix beispielsweise aus Zementleim weisen solche Leichtbetonmaterialien Zuschlagstoffe in Form von Blähton, Blähschiefer, Bims oder gesinterter Steinkohlenflugasche auf. As a known example of such a building element in the form of a room cell usual residential or office containers can be mentioned, which consist of wall and cover plates made of lightweight concrete. Such lightweight concrete materials are known in various designs. In addition to the usual binder matrix, for example cement paste, such lightweight concrete materials have aggregates in the form of expanded clay, expanded slate, pumice or sintered hard coal fly ash.

Obwohl diese Materialien für solche Gebäudeelemente bewährt sind, besteht grundsätzlich ein Bedürfnis, eine Verbesserung bezüglich der Materialeigenschaften im Zusammenhang mit der Rohdichte und damit der Wärmedämmfähigkeit zu erzielen.Although these materials are proven for such building elements, there is basically a need to achieve an improvement in the material properties in connection with the bulk density and thus the thermal insulation capacity.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst, wonach die für die Ausbildung des mobilen Gebäudeelementes dienenden der Wand- bzw. Deckplatten aus einem Holz-Beton-Material bestehen.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1, according to which the serving for the formation of the mobile building element of the wall or cover plates made of a wood-concrete material.

Die erfindungsgemäßen Gebäudeelemente bestehende damit aus einer völlig neuen Leichtbeton-Baustoffklasse mit einem organischen Zuschlag Stoff. Abweichend von einigen bekannten Materialmischungen aus Zementleim mit Holzspänen oder anderen biobasierten Zuschlägen, wie beispielsweise Stroh, repräsentiert der neue Material einen gefügedichten, das heißt nicht haufwerksporigen Wandbaustoff. Dieser weist hinsichtlich Nachhaltigkeit, Energieeinsatz bei der Primärwerkstoffherstellung, bei der Wärmedämmung und beim Gewicht wesentliche Vorteile auf. Die Gewichtseinsparung dient auch der Reduzierung von Transport- und Gründungskosten.The building elements according to the invention thus consist of a completely new lightweight concrete building material class with an organic aggregate substance. Notwithstanding some known material mixtures of cement paste with wood shavings or other biobased aggregates, such as straw, the new material represents a Gefgedgedichten, that is not hovwerksporigen wall building material. This has significant advantages in terms of sustainability, energy input in primary material production, thermal insulation and weight. The weight saving also serves to reduce transport and founding costs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Holz-Beton-Material aus einer Bindemittelmatrix und mineralischen Holzpartikeln als Leichtzuschlagstoff hergestellt. Dabei kann die Bindemittelmatrix aus einem üblichen Zement-basierten Beton-Matrixmaterial, wie z.B. Zementleim bestehen.According to a preferred embodiment, the wood-concrete material is made of a binder matrix and mineral wood particles as lightweight aggregate. The binder matrix may be made of a conventional cement-based concrete matrix material, such as e.g. Cement paste.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen bestehen die mineralisierten Holzpartikel aus kubischen oder plattenförmigen Holzteilchen, die vor dem Einbringen in das Holz-Beton-Material durch Ummantelung mit einer Zementschlämmeschicht inertisiert sind. Diese Partikel werden dann in getrocknetem Zustand in die Bindemittelmatrix eingebracht.According to a further preferred embodiment, the mineralized wood particles consist of cubic or plate-shaped wood particles which are rendered inert prior to introduction into the wood-concrete material by sheathing with a cement slurry layer. These particles are then introduced into the binder matrix in the dried state.

Vorteilhafter Weise wird bei der Inertisierung der Holzpartikel eine Ummantelung durch die Zementschlämme erreicht, die sodann auch in die Hohlräume der Holzpartikel-Fasern eindringt. Nach der Rücktrocknung der Partikel weisen diese damit ein äußerlich mineralisch erscheinendes Aussehen auf. Durch die äußere Oberfläche der Partikel auf Zement-Basis erfolgt anschließend eine sehr innige Verbindung mit dem Zementleim der Betonmatrix, wodurch keine Unverträglichkeitsreaktionen festzustellen sind, wie sie oft bei bekannten Holzzement-gebundenen Werkstoffen stattfinden.Advantageously, in the inerting of the wood particles, a sheathing is achieved by the cement slurry, which then also penetrates into the cavities of the wood particle fibers. After re-drying of the particles, they thus have an externally mineral appearance. The outer surface of the cement-based particles then makes a very intimate bond with the cement paste of the concrete matrix, whereby no incompatibility reactions are observed, as they often take place in known wood cement-bonded materials.

Bevorzugte Dimensionen für die Holzpartikel liegen bei einer Kantenlänge von ca. 1 bis 6 Millimeter. Als Material ist insbesondere Fichten- oder Buchenholz besonders geeignet.Preferred dimensions for the wood particles are at an edge length of about 1 to 6 millimeters. As a material especially spruce or beech wood is particularly suitable.

Einen besonderen Innovationsschritt stellt die Kombination des erfindungsgemäßen Holz-Beton-Materials mit üblichen Bewehrungsmaßnahmen dar. In das Holz-Beton-Material können übliche Stahlstäbe und matten eingebettet sein, um die statische Tragfähigkeit des mobilen Gebäudeelementes zu gewährleisten.A particular innovation step is the combination of the wood-concrete material according to the invention with conventional reinforcement measures. In the wood-concrete material common steel rods and mats can be embedded to ensure the static carrying capacity of the mobile building element.

Damit ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Gebäudeelement mit von außen zugänglichen Montagehilfen, wie beispielsweise Transport- und Verbindungsbeschlägen zu versehen. Damit sind die Verbringung der Gebäudeelemente vom Herstellungs- zum Aufstellungsort und die Kombination mehrerer Gebäudeelemente zu entsprechenden Gebäudekomplexen problemlos möglich.Thus, it is also possible to provide the building element according to the invention with externally accessible mounting aids, such as transport and connection fittings. Thus, the transfer of building elements from manufacturing to the site and the combination of several building elements to the corresponding building complexes are easily possible.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch vorteilhafte Masseverhältnisse einerseits zwischen den Holzpartikeln und der sie ummantelnden Zementschlämme von 1:3 bis 1:10 sowie andererseits zwischen der so inertisierten Holzpartikel und der Bindemittelmatrix von 1:1 bis 1:5 gekennzeichnet. Further preferred embodiments of the invention are characterized by advantageous mass ratios, on the one hand, between the wood particles and the cement slurries surrounding them of from 1: 3 to 1:10 and, on the other hand, between the thus inerted wood particles and the binder matrix of from 1: 1 to 1: 5.

Zusammenfassend kann im Hinblick auf die Verwendung eines holzbasierten Leichtbeton-Werkstoffes sowie dessen Kombinationen mit einer Stahl-Bewehrung davon ausgegangen werden, dass spezielle mikroskopische Werkstoffverhältnisse zu beachten sind. So kann eine kriechbedingte Umlagerung von Kontaktkräften von den Holzpartikeln hin zum Matrixwerkstoff einen begrenzenden Einfluss auf die Lebensdauer des Materials haben. Dieser Effekt resultiert maßgeblich aus dem hochgradig nichtlinear viskoelastischen Materialverhalten von Holz bei einer Druckbeanspruchung rechtwinklig zu seiner Faserrichtung. Dies beeinflusst die mittel- und langfristige Druckfestigkeit des Holz-Beton-Materials. Vernünftige Abschätzungen zu maximalen Lebensdauer dieses Materials auch unter Einbeziehung der relativ großen Nachgiebigkeit der Holzpartikel lassen einen Zeitraum von zehn bis maximal 15 Jahren erwarten.In summary, with regard to the use of a wood-based lightweight concrete material and its combinations with a steel reinforcement, it can be assumed that special microscopic material conditions must be taken into account. Thus, a creep-related rearrangement of contact forces from the wood particles to the matrix material can have a limiting effect on the life of the material. This effect is mainly due to the highly nonlinear viscoelastic material behavior of wood at a compressive stress perpendicular to its grain. This affects the medium and long-term compressive strength of the wood-concrete material. Reasonable estimates of the maximum lifetime of this material, including the relatively large compliance of the wood particles, suggest a period of ten to a maximum of 15 years.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 und 2 perspektivische Vorder- und Rückansichten eines Gebäudeelementes, und 1 and 2 perspective front and rear views of a building element, and

3 einen stark vergrößerten, höchst schematischen Querschnitt durch eine Wandplatte des Gebäudeelementes gemäß 1. 3 a greatly enlarged, highly schematic cross section through a wall plate of the building element according to 1 ,

Wie aus den 1 und 2 deutlich wird, besteht eine Gebäude-Raumzelle aus jeweiligen Wandplatten 1, 2, 3, 4 sowie einer bodenseitigen und deckenseitigen Deckplatte 5, 6. In den beiden schmalseitigen Wandplatten 1, 3 sind jeweils Fenster 7, 8 bzw. eine Tür 9 vorgesehen. Aufwändigere Einbauten sind möglich, um die Gebäude-Raumzelle für temporär nutzbare Bauten, wie beispielsweise Baustellen-Büros, oder auch für die Bereitstellung schnell verfügbaren Wohnraums, wie beispielsweise für Studentenwohnheime, geeignet zu machen. Dies ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und bedarf daher keiner näheren Erörterung.Like from the 1 and 2 becomes clear, there is a building room cell of respective wall panels 1 . 2 . 3 . 4 and a bottom-side and ceiling-side cover plate 5 . 6 , In the two narrow-wall plates 1 . 3 are each windows 7 . 8th or a door 9 intended. More elaborate fixtures are possible to make the building space cell suitable for temporary buildings, such as construction sites, or for providing readily available living space, such as student dormitories. However, this is not the subject of the present invention and therefore needs no further discussion.

Wie aus den 1 und 2 ferner deutlich wird, sind insbesondere in den Kantenbereichen der Raumzelle Montagehilfen in Form von Verbindungsbeschlägen 10 am Boden sowie von Transportbeschlägen 11 oben an den Ecken der deckenseitigen Deckplatte 6 vorgesehen. In letztere können wie üblich Kranhaken zum Versetzen des Gebäudeelementes eingehängt werden.Like from the 1 and 2 Furthermore, it is clear, in particular in the edge regions of the room cell assembly aids in the form of connection fittings 10 on the ground as well as transport fittings 11 at the top at the corners of the cover-side cover plate 6 intended. In the latter, as usual crane hooks can be hung for moving the building element.

Wie aus 3 hervorgeht, sind die Wandplatten 1 bis 4 und die Deckplatten 5, 6 aus einem Holz-Beton-Material gefertigt, das Holzpartikeln 12 beispielsweise aus Fichten- oder Buchenholz in Form von flachen Plättchen als ein Hauptbestandteil aufweist. Diese Partikel 12 sind vorbehandelt, indem sie mit einer schichtweisen Ummantelung 13 aus Zementschlämme versehen sind, die vor dem Einarbeiten in das Holz-Beton-Material ausgetrocknet wird. Die Dimensionen der Partikel 12 liegen beispielsweise bei einem Durchmesser von ca. 5 mm und einer Dicke von ca. 1 mm. Die Ummantelung 13 kann in ihrer Dicke im Submillimeterbereich liegen.How out 3 shows, the wall plates 1 to 4 and the cover plates 5 . 6 made from a wood-concrete material containing wood particles 12 For example, from spruce or beech wood in the form of flat platelets has as a main component. These particles 12 are pretreated by applying a layered sheathing 13 are made of cement slurry, which is dried out before incorporation into the wood-concrete material. The dimensions of the particles 12 For example, lie at a diameter of about 5 mm and a thickness of about 1 mm. The jacket 13 may be in the thickness in the submillimeter range.

Die so ummantelten Partikel 12 sind durch eine Bindemittelmatrix 14 aus einem Zementleim gefügedicht gebunden. Damit lässt sich ein Leichtbeton der Festigkeitsklasse LC 25/28 herstellen, der für derartige Gebäudeelemente gut geeignet ist.The coated particles 12 are through a binder matrix 14 tied from a cement paste. This makes it possible to produce a lightweight concrete of strength class LC 25/28, which is well suited for such building elements.

Das Masseverhältnis zwischen den Holzpartikeln 12 und ihrer Ummantelung 13 kann beispielsweise bei 1:5 liegen. Für deren Verhältnis zur Masse der Bindemittelmatrix aus Zementleim kann eine Wert von 1:3 angegeben werden.The mass ratio between the wood particles 12 and their sheath 13 can be for example at 1: 5. For their ratio to the mass of the cement paste binder matrix, a value of 1: 3 can be given.

In 3 ist schließlich eine Bewehrung 15 dargestellt, die in das Holz-Beton-Material eingebettet ist und für die Stabilität des Bauteiles in statischer Hinsicht sorgt. Es handelt sich beispielsweise um eine übliche Baustahl-Matte, an die auch der Verbindungsbeschlag 10 angebunden und damit statisch gekoppelt ist.In 3 is finally a reinforcement 15 embedded in the wood-concrete material and provides for the stability of the component in static terms. It is, for example, a common structural steel mat, to which the connection fitting 10 connected and thus statically coupled.

Claims (11)

Mobiles Gebäudeelement, insbesondere Gebäude-Raumzelle oder Wand- oder Decken-Teil hierfür, umfassend – mindestens eine Wand- und/oder Deckplatte (5, 6) zur Bildung des Gebäudeelementes, dadurch gekennzeichnet, dass – die mindestens eine Wand- und/oder Deckplatte (5, 6) aus einem gefügedichten Holz-Beton-Material besteht.Mobile building element, in particular building space cell or wall or ceiling part therefor, comprising - at least one wall and / or cover plate ( 5 . 6 ) for forming the building element, characterized in that - the at least one wall and / or cover plate ( 5 . 6 ) consists of a Gefgedgedichten wood concrete material. Gebäudeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz-Beton-Material aus einer Bindemittelmatrix (14) und mineralisierten Holzpartikeln (12) als Leichtzuschlagstoff hergestellt ist.Building element according to claim 1, characterized in that the wood-concrete material from a binder matrix ( 14 ) and mineralized wood particles ( 12 ) is produced as a lightweight aggregate. Gebäudeelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelmatrix (14) ein übliches Zement-basiertes Beton-Matrixmaterial, insbesondere eine Zementleim, ist.Building element according to claim 2, characterized in that the binder matrix ( 14 ) is a common cement-based concrete matrix material, in particular a cement paste. Gebäudeelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralisierten Holzpartikel (12) aus kubischen oder plattenförmigen Holzpartikeln (12) bestehen, die vor dem Einbringen in das Holz-Beton-Material durch Ummantelung (13) mit einer Zementschlämmeschicht inertisiert sind.Building element according to claim 2 or 3, characterized in that the mineralized wood particles ( 12 ) of cubic or plate-shaped wood particles ( 12 ) which, prior to introduction into the wood-concrete material, are sheathed ( 13 ) are rendered inert with a cement slurry layer. Gebäudeelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die inertisierten Holzpartikel (12) in getrocknetem Zustand in die Bindemittelmatrix (13) eingebracht sind. Building element according to claim 4, characterized in that the inertized wood particles ( 12 ) in the dried state in the binder matrix ( 13 ) are introduced. Gebäudeelement nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch die Holzpartikel (12) Abmessungen von ca. 1 bis 6 mm Kantenlänge aufweisen.Building element according to claim 4 or 5, characterized by the wood particles ( 12 ) Have dimensions of about 1 to 6 mm edge length. Gebäudeelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzpartikel (12) aus Fichten- oder Buchenholz bestehen.Building element according to claim 4 or 5, characterized in that the wood particles ( 12 ) consist of spruce or beech wood. Gebäudeelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wand- oder Deckplatte (5, 6) Bewehrungen (15) eingebettet sind.Building element according to one of the preceding claims, characterized in that in the wall or cover plate ( 5 . 6 ) Reinforcements ( 15 ) are embedded. Gebäudeelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungen (15) mit von außen zugänglichen Montagehilfen, insbesondere Transport- und Verbindungsbeschlägen (10, 11) verbunden sind. Building element according to claim 8, characterized in that the reinforcements ( 15 ) with externally accessible mounting aids, in particular transport and connection fittings ( 10 . 11 ) are connected. Gebäudeelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseverhältnis zwischen den Holzpartikeln (12) und der Ummantelung (13) vorzugsweise aus Zementschlämme zur Partikel-Inertisierung zwischen 1:3 und 1:10 beträgt.Building element according to one of the preceding claims, characterized in that the mass ratio between the wood particles ( 12 ) and the sheath ( 13 ) preferably of cement slurry for particle inerting between 1: 3 and 1:10. Gebäudeelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseverhältnis zwischen den inertisierten Holzpartikeln (12) und der Bindemittel-Matrix (13) vorzugsweise aus Zementleim zwischen 1:1 und 1:5 beträgt.Building element according to one of the preceding claims, characterized in that the mass ratio between the inertized wood particles ( 12 ) and the binder matrix ( 13 ) is preferably made of cement paste between 1: 1 and 1: 5.
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