DE2308340A1 - BUILDING MATERIAL - Google Patents
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Description
Baustoffe aus mit einem Bindemittel zusammengehaltenen porösen Füllstoffen sind hinlänglich bekannt. Dabei wurde bereits vorgeschlagen und versucht, sowohl anorganische, als auch organische poröse Materialien mit organischen (Kunstharz) oder anorganischen (Zement) Bindemitteln zu Formkörpern zu verarbeiten.Building materials made from porous fillers held together with a binder are well known. It has already been proposed and attempted to process both inorganic and organic porous materials with organic (synthetic resin) or inorganic (cement) binders to form moldings.
So wird z. B. in der franz. Patentschrift Nr. 1,520.239 vorgeschlagen, ein Granulat aus geschäumtem Polystyrol mit Zement, Sand und gegebenenfalls Kunstharz zu binden, und es wird dabei auch vorgeschlagen, verhältnismäßig schwereSo z. B. in the French Patent specification No. 1,520,239 proposed to bind a granulate of foamed polystyrene with cement, sand and optionally synthetic resin, and it is also proposed to be relatively heavy
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anorganische geschäumte Materialien, wie z. B. Hüttenbims oder Blähton zuzusetzen, die bekanntermaßen Schüttgewichte über 250, meistens 500 bis 1000 kg/nr aufweisen. Das Granulat aus geschäumtem Polystyrol wirkt in der Betonmatrlx nur als Porenbildner, ohne für die Festigkeit etwas beizutragen. Baustoffe mit Beton als Bindemittel Bind verhältnismäßig schwer, und das selbst dann, wenn poröse anorganische Materialien zugeschlagen werden, die jedoch die erwähnten, für leichte Zuschlagsstoffe relativ hohen SchUttgewichte aufweisen. Außerdem wird Polystyrol bei' der Herstellung des Betons von der Bindemittelmischung nur schwer benetzt, und muß daher gegebenenfalls mit einem:überzug aus geeignetem Material, z. B. aus organischen Siliciumverbindungen, versehen werden.inorganic foamed materials, such as. B. to add pumice or expanded clay, which are known to have bulk weights over 250, mostly 500 to 1000 kg / nr. The granulate made of foamed polystyrene only acts as a pore-forming agent in the concrete matrix, without contributing anything to the strength. Building materials with concrete as a binding agent Bind relatively difficult, even when porous inorganic materials are added which, however, have the aforementioned, relatively high bulk weights for lightweight aggregates. In addition, polystyrene is very difficult the preparation of the wet concrete of the binder mixture at ', and must therefore optionally substituted with one: coating of a suitable material, eg. B. of organic silicon compounds are provided.
Nun hat man sich auch bereits bemüht, diese Nachteile zu beseitigen. Beispielsweise wird in der französischen Patentschrift Nr. 1,421.400 vorgeschlagen, Perlit, also ein sehr leichtes poröses anorganisches Material, gegebenenfalls in Mischung mit Teilchen von geschäumtem Polystyrol, mit Hilfe eines organischen Bindemittels, wie z. B. Phenolharz, zu Formkörpern zu verarbeiten. Die aehr wesentliche Frage der Mengenverhältnisse der einzelnen Mischungsbestandteile wird dabei jedoch nur sehr allgemein behandelt, indem nämlich vorzugsweise 70 bis 97*5 Gew.-% der Mischung aus Perlit (einschließlich gegebenenfalls der Kunstschaumteilchen) bestehen.Efforts have now been made to eliminate these disadvantages. For example, it is proposed in French Patent No. 1,421,400, perlite, a very light porous inorganic material, optionally mixed with particles of foamed polystyrene, with the aid of an organic binder, such as. B. phenolic resin to be processed into moldings. The essential question Aehr the proportions of the individual components of the mixture is in this case, however, only very generally handled by namely preferably 70 to 97 * 5 wt -.% Of the mixture of perlite (including where appropriate the Kunstschaumteilchen) are made.
Erfindungsgemäß 1 wird nun hingegen ein Baustoff vorgeschlagen, der ausAccording to the invention, however, a building material is now proposed, the off
A) etwa 5 bis etwa 60, vorzugsweise 10 bis 30 Gew. -% eines ersten porösen anorganischen Materials mit einem Schuttgewicht unter 0,25» vorzugsweise unter 0,15 g'cm , und einer KorngröBe unter etwa 10 mm, vorzugsweise unter 8 am, und , ' A) from about 5 to about 60, preferably 10 to 30 wt -.% Of a first porous inorganic material with a bulk weight of less than 0.25 »g'cm preferably less than 0.15, and a KorngröBe below about 10 mm, preferably less than 8 at the , and , '
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B) a) etwa 15 bis etwa 8o, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-% B) a) about 15 to about 8o, preferably 20 to 50 wt -.%
eines zweiten porösen anorganischen Materials mit einem Schüttgewicht über 0,25, vorzugsweise Über 0,50 g'cnr und'odera second porous inorganic material with a bulk density above 0.25, preferably About 0.50 g'cnr and'or
b) etwa 0,5 bis etwa 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% eines Kunststoffschaumes mit einem Raumgewicht von etwa 8 bis etwa 100, vorzugsweise 10 bis 4o g'l, sowie gegebenenfallsb) about 0.5 to about 10, preferably 1 to 5 wt -.% of a plastic foam with a density of about 8 to about 100, preferably from 10 to 4o g'l, and optionally
C) bis zu etwa 40 Gew.-% Gummigranulat, vorzugsweise im Gemisch mit TextilfadenC) up to about 40 wt -.% Rubber granules, preferably in admixture with textile thread
und dem organischen Bindemittel besteht.and the organic binder.
Als erstes poröses anorganisches Material mit einem Schuttgewicht unter 0,25 g^cnr haben sich Zuschlagsstoffe wie Perlit, Vermiculit, oder auch Schaumglasabfällc als zweckmäßig erwiesen. Wie ersichtlich, hat es sich herausgestellt, daß mit geringeren Mengen dieses leichten anorganischen geblähten Materiales als bisher üblich das Auslangen gefunden werden kann. Da sich Baustoffmischungen aus Perlit allein mit einem organischen Bindemittel, und also sehr hohen Perlitanteilen aus verschiedenen GrUnden als nicht sehr zweckmäßig erwiesen haben, wird - wie ersichtlich — erfindungsgemäß die Kombination mit einem zweiten geschäumten Zuschlagsstoff vorgeschlagen.As the first porous inorganic material with a debris weight under 0.25 g ^ cnr have aggregates such as Perlite, vermiculite, or foam glass waste have proven to be useful. As can be seen, it turned out that smaller amounts of this light, inorganic expanded material can suffice than has hitherto been the norm. Since building material mixtures are made of perlite only with an organic binder, and therefore very high perlite proportions for various reasons than not As can be seen, the combination according to the invention with a second foamed one has proven to be very useful Suggested aggregate.
Als solcher Zuschlagsstoff kommt entweder ein zweites poröses anorganisches Material mit einem Schüttgewicht über 0,25, vorzugsweise über 0,50 g'cnr in Frage, wie z. B. Hüttenbims, Blähton, SchaumzementabfalIe od. dgl., insbesondere dann, wenn man größere Stabilität und Feuerfestigkeit des Baustoffes anstrebt. Andererseits kann als zweiter Zuschlagstoff auch granulierter Kunststoffschaum Verwendung finden, insbesondere dann, wenn die Forderungen nach leichteren und daher besser isolierendenEither a second porous inorganic material with a bulk density is used as such an additive over 0.25, preferably over 0.50 g'cnr, how z. B. pumice, expanded clay, foam cement waste or the like., especially if you aim for greater stability and fire resistance of the building material. On the other hand, can Granulated plastic foam can also be used as a second aggregate, especially when the Demands for lighter and therefore better insulating
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Elementen an der Spitze steht. Hier hat sich jedoch wiederum das Mengenverhältnis der Zuschlagsstoffe als besonders bedeutsam herausgestellt.Elements at the forefront. Here, however, the quantity ratio of the aggregates has again changed highlighted as particularly significant.
Das erste leichte poröse anorganische Material als wesentlicher Bestandteil für gut isolierende und trotzdem verhältnismäßig stabile und auch hitzebeständige Elemente sollte nicht in einer Menge unter etwa 5» besser nicht unter 10 Gew.-# zum Einsatz gelangen, da sonst diese gewünschten Wirkungen kaum im nennenswertem Maße eintreten können. Andererseits hat es sich erwiesen, daß leichte anorganische Zuschlagsstoffe in Mengen über etwa 60, ja in den meisten Fällen schon über 30 Gevr.-% dazu führen, daß entweder die Bindung nicht ausreicht, oder die besseren Eigenschaften, die durch den Zusatz von Kunstschaumstoff-Teilchen und/oder etwas schwererem anorganischem porösem Material erzielt werden sollen, nicht realisierbar sind. Sinngemäß ähnliche Bedingungen gelten für die angegebenen Mengenverhältnisse des zweiten schwereren und damit festeren porösen anorganischen Materials. Als besonders günstig hat sich ein Blähton mit einer Korngröße zwischen etv/a 3 und 20 mm, vorzugsweise zwischen etwa 7-15 mm erwiesen.The first light, porous inorganic material as an essential component for well insulating and nevertheless relatively stable and also heat-resistant elements should not be used in an amount below about 5 », better not below 10 wt .- #, since otherwise these desired effects would hardly be significant can enter. On the other hand, it has been shown that light inorganic additives in quantities of more than about 60, and in most cases more than 30 Gevr .-% either result in insufficient bonding or the better properties that result from the addition of synthetic foam Particles and / or slightly heavier inorganic porous material are to be achieved, are not feasible. Analogously similar conditions apply to the specified proportions of the second heavier and thus more solid porous inorganic material. An expanded clay with a grain size between about 3 and 20 mm, preferably between about 7-15 mm, has proven to be particularly favorable.
Schließlich hat sich aber ganz besonders die Menge der Schaumkunststoffteilchen bedeutungsvoll erwiesen, wobei die technische und wirtschaftliche Wirksamkeit des Zusatzes von Schaumkunststoffteilchen bei kleineren Zusatzmengen als 0,5, ja meistens auch schon bei Mengen unter 1 Gew.-% der Gesamtmischung nicht mehr gewährleistet ist. Andererseits erfolgt mit Zusatzmengen über 10, meistens schon mit solchen Über 5 Gew.-% eine derart rasche Abnahme des von solchen Baustoffen im allgemeinen geforderten Eigenschaftsniveaus, daß sich außerhalb dieser Grenzen liegende Baustoffzusammensetzungen als außerordentlich unzweckmäßig erwiesen haben.Finally, but especially the amount of plastic foam has proven to be meaningful, the technical and economic effectiveness of the addition of plastic foam with smaller amounts added than 0.5, so often even at levels below 1 percent - is no longer guaranteed% of the total mixture.. On the other hand, is carried out with addition amounts of 10 mostly already with such About 5 wt -.% Of such a rapid decrease of such materials generally required property levels that lie outside these limits building material compositions have proven to be extremely inconvenient.
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Als Schaumkunststoff kommt beispielsv/eise Polyurethan, vorzugsweise ein Polyurethanhartschaum zur Verwendung. Polyurethanschäume sind chemisch und auch thermisch sehr widerstandsfähig, sodaß ein Baustoff, der Polyurethanschaum enthält, höheren Beanspruchungen unterworfen werden kann, ohne daß dadurch eine Zerstörung des Baustoffes eintritt. Geschäumte Polystyrolteilchen wird man dann verwenden, wenn der Baustoff keiner großen thermischen Beanspruchung unterworfen wird.The foam plastic used is, for example, polyurethane, preferably a rigid polyurethane foam for use. Polyurethane foams are great chemically and also thermally resistant, so that a building material that contains polyurethane foam is subjected to higher stresses can without causing a destruction of the building material. One then becomes foamed polystyrene particles use if the building material is not subjected to major thermal loads.
Der Baustoff kann wie erwähnt als weiteren Zusatzstoff bis zu etwa kO Gew.-% Gummigranulat, vorzugsweise im Gemisch mit Textilfaden, z. B. in Form zerkleinerter Altreifen enthalten. Durch Zuschlagstoffe dieser Art wird insbesondere die Schalldämmung erhöht, wobei beim Vorliegen von Textilfaden eine zusätzliche mechanische Verstärkung erreicht v/ird. Als organische Bindemittel kommen beispielsweise Latex, Polyester, Phenolharze, Melaminharze, Polyimide, Polyurethane oder dgl. in Frage.The building material as mentioned as further additive up to about kO wt -.% Rubber granules, preferably in admixture with textile thread, z. B. contained in the form of shredded old tires. In particular, the sound insulation is increased by aggregates of this type, with additional mechanical reinforcement being achieved in the presence of textile thread. Suitable organic binders are, for example, latex, polyester, phenolic resins, melamine resins, polyimides, polyurethanes or the like.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Baustoffes besteht darin, daß das Gemisch etwa 8-50 Gew.-^, vorzugsweise etwa 12 - 4ö Gew.-% eines organischen Bindemittels enthält. Ein Baustoff dieser Zusammensetzung hat den Vorteil höherer mechanischer Festigkeit, wobei gleichzeitig hervorragende Eigenschaften bei der Schallisolation erreicht werden können. Die thermische Isolation ist jedoch auch bei einem so hohen Anteil des Bindemittels als gut anzusprechen.A particularly advantageous embodiment of the building material according to the invention is that the mixture contains about 8-50 wt .-%, preferably about 12-4ö wt .- % of an organic binder. A building material of this composition has the advantage of higher mechanical strength, while at the same time excellent sound insulation properties can be achieved. However, the thermal insulation can be said to be good even with such a high proportion of the binder.
Ist der Perlit vom Bindemittel allseitig umgeben, so wird eine besonders günstige Xleinstruktur im Bauelement erhalten, sodaQ hohe Festigkeiten erhalten werden können.If the perlite is surrounded on all sides by the binding agent, a particularly favorable xlein structure is obtained in the component, sodaQ high strengths can be obtained.
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Liegt das organische Bindemittel in ungeschäumter Form vor, so sind die einzelnen Bestandteile des Baustoffes besonders stark aneinander gebunden und gleichzeitig kann der Baustoff einfach hergestellt v/erden, da keine aufwendigen Vorrichtungen erforderlich sind.If the organic binder is in unfoamed form , the individual constituents of the building material are particularly strongly bound to one another and at the same time the building material can be easily produced since no complex devices are required.
Ist das organische Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz, wird eine besonders gute Benetzung der einzelnen Bestandteile ermöglicht, wodurch der Baustoff besonders einfach hergestellt werden, kann und gleichzeitig hohe Festigkeiten aufweist. If the organic binding agent is a urea-formaldehyde resin, a particularly good wetting of the individual components is made possible, whereby the building material can be manufactured particularly easily and at the same time has high strengths.
Um die mechanischen Festigkeiten des Baustoffes zu erhöhen, können im Gemisch Verstärkungseinlagen vorgesehen sein, wobei sich als Verstärkungseinlagen Fasern, vorzugsweise anorganischer Natur, z. B. aus Glas, Asbest od. dgl. aber auch Vliese, Gewebe und Gitter als besonders geeignet erwiesen haben.In order to increase the mechanical strength of the building material, reinforcement inserts can be provided in the mixture be, wherein fibers, preferably inorganic nature, z. B. made of glass, asbestos or. Like. But also fleeces, fabrics and grids have proven to be particularly suitable.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail below with the aid of examples.
Beispiel 1: Perlit, Polystyrol und Blähton wurden gemäß der unten angeführten Rezeptur trocken zusammengemischt, wonach eine innige Vermengung mit dem Harz und dem Härter durchgeführt wurde. Dieses Gemisch wurde sodann in eine geeignete Form eingebracht, ca. 2 1/2 Stunden bei ungefähr' 120° C geheizt. Sodann wurde der Baustoff ausgeformt. Die Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen Feuer und Wärme wurde gemäß DIN 4102 u. 4l08 ausgeführt.Example 1: Perlite, polystyrene and expanded clay were mixed dry according to the recipe below , after which an intimate mixing was carried out with the resin and the hardener. This mixture was then placed in a suitable mold and heated at about 120.degree. C. for about 2 1/2 hours. The building material was then shaped. The determination of the resistance to fire and heat was carried out in accordance with DIN 4102 and 408.
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Korngröße bis 6 mmPerlite
Grain size up to 6 mm
Korngröße 2-6 mmPolystyrene
Grain size 2-6 mm
Korngröße 7-12 mmExpanded clay
Grain size 7-12 mm
Druckfestigkeit kp/cmCompressive strength kp / cm
8,18.1
Die folgenden Baustoffe wurden analog Beispiel 1 gefertigt,The following building materials were manufactured analogously to Example 1,
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Raumgewicht g/cmWater ,
Density g / cm
—3O
-3
-4CD
-4
kp/cmCompressive strength
kp / cm
«JCD
«J
Gr 0,408.34
Size 0.40
Raumgewicht p;/cnrWeight -x
Volume weight p; / cnr
kp/cmCompressive strength
kp / cm
Beispiel 22 Beispiel
23Example 22 example
23
Beispiel
24example
24
Perlit Korngröße bis 6 mm Blähton Korngröße 7-15 mm Harnstoff-Formaldehydharz Wasser Härter Wasser Heizzeit GRPerlite grain size up to 6 mm expanded clay grain size 7-15 mm urea formaldehyde resin water hardener water heating time GR
Raumgewicht g/cm-3 FeuerbesJtäntiigkeit Volume weight g / cm 3 fire resistance
,63
,47
•, 4
, 63
, 47
•
75
925
75
92
22 Gr 0,57
87 " 2,81
2,5 Std.
3331 Gr12.32
22 gr 0.57
87 "2.81
2.5 hours
3331 gr
22 Gr 0
87 " 2
2,5 Std
3541 Gr13th
22 Gr 0
87 "2
2.5 hours
3541 gr
29 Gr 0,
116 " 2,
2,5 Std.
3715 Gr15,
29 size 0,
116 "2,
2.5 hours
3715 gr
Ltr. Gr Gew.-% ,Ltr. Gr Gew.-^ Ltr. Gr Gew.-% 12,0 IO86 48,31 12,0 IO86 34,28 12,0 IO86 26,2Ltr. Gr wt. % , Ltr. Gr weight % 12.0 IO86 48.31 12.0 IO86 34.28 12.0 IO86 26.2
Perlit Korngröße bis 6 mm Polystyrol 1,4 35 1,66 Korngröße 2-6 mm Harnstoff-For- 0,82 695 30,80 maldehydharzPerlite grain size up to 6 mm Polystyrene 1.4 35 1.66 grain size 2-6 mm Urea-For- 0.82 695 30.80 maldehyde resin
Wasser 355 15,84Water 355 15.84
Härter 17 Gr Wasser 66 " 1,4 35 1,14Hardener 17 grams of water 66 "1.4 35 1.14
1,4 35 1,971.4 35 1.97
1,481256 39,60 j 2,16 1930 44,21.481256 39.60 j 2.16 1930 44.2
20,2020.20
940 22,7940 22.7
HeizzeitHeating time
Raumgewicht g/cnr Druckfestigkeit kp/cm Feuerbeständigkeit Volume weight g / cnr Compressive strength kp / cm Fire resistance
2,5 Std. 0,222 2.5 hours 0.222
120°C 0,80;30 Gr 30 0,95 ! 43 Gr 43 1,06 2,55H8 " 118 3,73 172 " 172 4,34120 ° C 0.80; 30 Gr 30 0.95 ! 43 Gr 43 1.06 2.55H8 "118 3.73 172" 172 4.34
2,5 Std.
0,390 2.5 hours
0.390
12,512.5
2,5 Std. 0,434 2.5 hours 0.434
18,818.8
1500C150 0 C
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Polystyrol Dulul
Polystyrene
k p/craCompressive strength
kp / cra
Die erfindungsgemäßen Baustoffe weisen eine besonders hohe Frostbeständigkeit auf. Alle angeführten Baustoffe wurden folgender Prüfung unterzogen: Der Baustoff v;urde in Wasser getaucht, und nachdem eine vollständige Durchnässung eingetreten ist, aus dem Wasser entfernt und 3 Tage bei -20 C gelagert. Sodann wurde der Baustoff schnell auf 60 C erwärmt und getrocknet. Die mechanischen Eigenschaften entsprachen denen der Bauelemente, die keinem Frosttest unterworfen wurden.The building materials according to the invention have a particularly high Frost resistance. All listed building materials were subjected to the following test: The building material was immersed in water submerged, and after complete soaking, removed from the water and stored at -20 C for 3 days. Then the building material was quickly heated to 60 C and dried. The mechanical properties corresponded to those of the components, which have not been subjected to a frost test.
Trotz der hohen Frostbeständigkeit kann es jedoch erwünscht sein, gleichzeitig oder nach der Fertigung des Baustoffes diesen mit einer Außenschicht, z. B. aus Hart-PVC oder einem Verputz, beispielsweise mit einem organischen Bindemittel wie Melaminharz, Polyvinylalkohol, Phenolharz, Polyester od. dgl. zu versehen.Despite the high frost resistance, however, it may be desirable at the same time or after the construction material has been manufactured this with an outer layer, e.g. B. made of hard PVC or a plaster, for example with an organic binder such as Melamine resin, polyvinyl alcohol, phenolic resin, polyester or the like. To be provided.
- Patentansprüche -- patent claims -
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DE2308340C3 DE2308340C3 (en) | 1980-01-10 |
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