DE2125719A1

DE2125719A1 - Low density building material - using polystyrene and cement

Info

Publication number: DE2125719A1
Application number: DE19712125719
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing 2060 Bad Oldesloe Pawelzik
Original assignee: Nordchemie Chemische Fabrik Harn bürg Oldesloe Dipl Ing Herbert Pawel zik, 2060 Bad Oldesloe
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1972-12-07

Description

Verfahren zur Herstellung von Leichtbau-Stoffen und b'ertigteilen unter Verwendung poröser Kunststoffe.
Nach der deutschen Patentschrift 964 217 ist bekannt, daß man Bauelemente mit niedrigem spezifischem Gewicht dadurch erhöht, daß man kleinteilige, vorzugsweise thermoplastische Kunststoffe mit wasserhaltigen Bindemitteln wie Zement, Gips etc. vermischt, formt und abbinden läßt.
Gestützt auf dieses zittierte Patent berichtet die Auslegeschrift 1266 680 über ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen mit spezifisch niedrigem Gewicht, bei dem die Kombination von vorgeschäumten Polystyrolkugeln mit hydraulischen Bindemitteln beschrieben wird.
Um die Verbindung zwischen den porösen, hydrophoben Kugeln und der hydraulischen Phase der Bindemittel zu ermöglichen, werden nach diesem Patentanspruch der Mischung Dispersionen von Polyepoxydverbindungen zugegeben, wobei die erzielten, ausgeformten Endprodukte gegenüber den Mischungen ohne Zusatz der Polyepoxydharz-Dispersionen eine sehr starke Erhöhung der Druck-und Biegezugfestigkeiten zeigen, die sie überhaupt erst zu statisch bestimmten Bauelementen machen.
Die Auslegeschrift 1 571 327 beansprucht einen Patentanspruch für eine Methode, nach der schaumförmiges Polystyrol zunächst mit der Dispersion aus Epoxydharzen aufgezogen wird und diese vorumhüllten Teilchen mit Zementzuschlagstoffen und dem nötigen Wasser weiter vermischt, anschließend verformt werden.
Es wurde nun gefunden, daß die Vorumhüllung der aufgeschäumten Polystyrolteilchen In erfolgreicherweise auch durch eine Bitumenemulsion möglich ist, wenn diese kationisch, d. h. sauer mit entsprechenden, an sich bekannten Emulgatoren eingestellt worden ist.
Gegenüber der Umhüllung der porösen Polystyrolteilchen mit Epoxydharz-Dispersionen zeichnet die Umhüllung mit geeigneten bituminösen Emulsionen sich dadurch aus, daß der Umhüllungsvorgang ohne besondere Schwierigkeiten gelingt und außerdem wegen des geringen Preises der bituminösen Emulsion gegenüber der Kunstharz-Dispersion die wirtschaftliche Bedeutung dieses Verfahrens für den Großeinsatz hervorzuheben ist.
Eine Eigentümlichkeit des Verfahrens besteht noch darein, daß nach der Umhüllung der Teilchen mit der Emulsion praktisch sofort weiter gearbeitet werden kann bei Herstellung der Massen für Formteile wie Stein, Platten etc.
Sofern die Endmischungen erst an der Baustelle vorgenommen werden sollen, können die aufgeschäumten, umhüllten Polystyrolteilchen mit Zement gepudert werden, wodurch sie dann in einem trockenen Zustand transportiert werden können, so daß das Anmachen von Beton-und Mörtelmischungen unter Zusatz der Zuschlagstoffe und des restlichen Zements an der Baustelle vor sich geht.
Eine weitere Anwendungsform dieser vorumhüllten Schaumstoffpartikel besteht darin, daß diese in eine Betonmischung eingebracht werden, die ihrerseits mit den entsprechenden Treibmitteln - vorzugsweise Aluminium -für die Erzielung eines Gasbetons vorbereitet ist.
Bei dieser Methode entsteht einerseits durch den Zusatz der aufgeschäumten Polystyrolteile eine Herabsetzung des spezifischen Gewichtes durch die Hauptwerksporigkeit des Materials und das Betonstützgerüst wird seinerseits gegenüber einer Schwerbetonmischung leichter in dem Maße, in dem der Gasbeton spezifisch leichter wird als ein Schwerbeton gleicher Mischung.
In einem solchen Fall lassen sich Variationen im Verhältnis von Zement und Sand zu den jeweils pro m3 eingebrachten Polystyrolmengen weitgehend variieren, daß die ganze Skale von leichtesten bis zu Bauelementen mit genügenden konstruktiven Eigenschaften zur Verfügung steht.
be spiel 1 65 Teile Bitumen B 200, das mit 10 % eines schweren Testbenzins gefluxt worden ist, 1 Teil quaternäres Ammoniumsalz mit langkettigen Kohlenwasserstoffen, etwa C 14 - C 18, 34 Teile Wasser werden in einer Emulgieranlage bei ca. 90° C homogenisiert, unter Zusatz von Salzsäure, so daß ein Ph-Wert von 2 - 5 vorliegt.
3 kg dieser Emulsion, mit 17 kg Wasser verdünnt, dienen zur Umhüllung von 10 - 15 kg nach üblichem Verfahren mit Niederdruckdampf vorgeschäumten Polystyrolkugeln.
Diese mit der durch die Emulsion erreichten Haftbrücke versehenen Polystyrolkugeln werden mit einer üblichen Sand-Zement-Mischung unter entsprechendem Wasserzusatz zu einem Leichtbeton verarbeitet, dessen Rohdichte abgängig ist von dem Verhältnis der zugesetzten Schaumstoffkugeln und der Sand-Zement-Menge.
Beispiel 2 Zur Erzielung eines noch leichteren Materials mit hoher Isolierfähigkeit wird der Sand-Zement-Anteil der Rohmischung nach üblichem Verfahren mit Alunniniumpulver zu einem feinzelligen Betongerüst seinerseits aufgebläht, dabei kann die Zugabe von Sand bis auf 0 reduinert werden, soweit es sich um die Herstellung von Isolierstoffen und -platten handelt, die nicht als konstruktives Element zum Einsatz kommen sollen.
Der Zusatz von Kalkhydrat im Austausch gegen einen Teil des Zements dient dabei primär nur zur Beschleunigung der Reaktion des Aluminiums mit den OH-Gruppen des Kalkhydates unter Bildung von Wasserstoff zur bekannten Aufblähung des Betons.
Soweit die porösen Schaumstoffpartikel zur endgültigen Verwendung auf der Baustelle eingesetzt werden sollen, können sie wie vorher beschrieben mit einem Teil des trocknen Zements umhüllt und so sackabfüllfähig gemacht werden.
BeisPiel 3 Für Zwecke der Erstellung von Frostschutz-Unterbauschichten im Straßen- und Wegebau werden die im Beispiel 1) vorgeschäumten und nach der beschriebenen Methode mit der Haftmittelemulsion umgebenen Granulate anstelle einer Zementpuderung mit feinstem Gesteinsmehl, das in der Straßenbautechnik als Füller (unter 0,09 mm) bezeichnet wird, gepudert.
Die so vorbehandelten Schaumstoffteilchen können nun nach den üblichen Methoden des bituminösen Straßenbaues in Kaltbauweise als Unterbau verarbeitet werden, auf den dann die übliche bituminöse Verschleißdecke aufgebracht wird.
Damit wird der Aufbau einer Decke im bituminösen Straßenbau in einerverarbeitungsart ohne Anwendung einer hydraulisch gebundenen Leichtbeton-Wärmeschutzschicht ermöglicht.

Claims

Patentansprüche

U Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen aus vorgeschäumten Polystyrolteilchen mit hydraulischen Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die. vorgeschäumten Polystyrolteilchen mit einer bituminösen sauren Emulsion vorumhüllt werden, die die Hydrophobie der aufgeschäumten Polystyrolteile überwindet und diese damit verarbeitungsfähig mit den üblichen hydraulischen Bindemitteln in wässriger Phase macht.
2.) Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschäumten und vorumhüllten Polystyrolteilchen mit Zement oder geeigneten Gesteinsmehlen, vorzugsweise gemahlenes Kalkgesteinsmehl, trocken gepudert und so für den in einer 2. Phase vorgesehenen Baustelleneinsatz transport- und bevorratungsfähig gemacht werden.
3.) Verfahren gemäß Anspruch 1.) dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung des Steingerüstes die Sand-Zement-Mischung mit Aluminiumpulver zu Gasbeton aufgebläht wird, wobei ein Teil des Zements durch Kalkhydrat ersetzt wird.
4.) Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anspruch 2.) vorbehandelten, vorumhüllten und entsprechend gepuderten Polystyrolteilchen mit den erforderlichen mineralischen Zuschlägen in sogenannter Kaltbauweise unter Einsatz saurer Bitumenemulsion mit evtl. Zusatz von Kunstharz-oder Latexdispersionen als Frostschutz schicht eingebaut werden.