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Baustein
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Die Erfindung betrifft Bausteine in Quaderform aus zementgebundenemdastischen
Granulat, insbesondere Leichtklinker, das heißt aus gebranntem Blähton.
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Bei der Herstellung eines massiven Bausteins aus Leichtklinker In
einer Form ergibt sich beim Entformen eine Vergrösserung der Außenabmessungen des
Steins,weil die Formgebung durch Druckbeaufschlagung des Materials, aus welchem
der Baustein hergestellt wird,bei gleichzeitigem Rütteln des Materials erfolgt,
und weil darüber hinaus die einzelnen Leichtklinkerteilchen nicht die gleiche Elastizität
besitzen. Die resultierende Vergrößerung der Außenabmessungen geht Hand in Hand
mit der Erzeugung von Spannungen im Innern des Steins, in denen einer der Gründe
für die Rißtendenz bei massiven Bausteinen gesehen wird.
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Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen
und verbesserten Bausteins der vorbeschriebenen Art.
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Weiter bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung eines neuen
und verbesserten Bausteins, mit dem sich die vorerwähnten Nachteile ausschalten
lassen.
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Auch hat die Erfindung die Schaffung eines neuen und verbesserten
zementgebundenen Leichtklinker-Bausteins zum Gegenstand,der verbesserte hochgradige
Wärmeisoliereigenschaften besitzt.
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Eine darüber hinausgehende Zielsetzung der Erfindung ist die Schaffung
eines neuen und verbesserten zementgebundenen Leichtklinker
-Bausteins,welcher
eine optimale Tragfähigkeit bei einem günstigen Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit
aufweist,50 daß der Stein eine leichtere Handhabung zuläßt sowie einfacher zu transportieren
ist. Schließlich soll seine Herstellung eine geringere Granulatmenge als bei massiven
Steinen erfordern.
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Auch bezweckt die Erfindung die Schaffung eines neuartigen und verbesserten
zementgebundenen Leichtklinker-Bausteins,der beim Einsatz in Mauerwerkskonstruktionen
eine gute Haftung an seinen Nachbarsteinen sicherstellt.
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Weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich teilweise
aus der nachfolgenden Beschreibung bzw.teilweise aus der Praxis selbst. Diese Zielsetzungen
und Vorteile lassen sich realisieren und erreichen im Wege der Kombinationen und
unter Einsatz derjenigen Mittel,wie sie in den beigefügten Patentansprüchen besonders
offenbart sind.
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Zur Lösung der gestellten Aufgaben und dem Zweck der Erfindung entsprechend,wie
er in dieser Beschreibung definiert und erläutert ist,besteht ein Baustein der vorerwähnten
Art aus einem quaderförmigen Körper aus zementgebundenem elastischen Granulat mit
von der Oberfläche in das Bausteininnere sich erstreckenden Sacklöchern,wobei als
Oberfläche die beim Vermauern gegebene Unterseite gilt, und wobei die Löcher senkrecht
und in jeweils mehreren Reihen mit je einer Mehrzahl voneinander abgesetzter Löcher
ausgebildet sind, die mit einem wärmeisolierenden Material verfüllt werden.
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In dem erfindungsgemäßen Baustein werden hohe Spannungen in der Steinmasse
freigesetzt,wenn die in der Form zur Ausbildung der Öffnungen eingesetzten Kerne
entfernt werden, das heißt es erfolgt eine Spannungsfreisetzung durch Materialverdrängung
bzw.
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Ausdehnung der Materialmasse in Richtung auf die im Stein vorhandenen
Öffnungen, so daß die Außenabmessungen des Bausteins keine Vergrößerung erfahren
und beim Herausnehmen des Steins aus der
umgebenden Form keinerlei
Spannungen im Baustein erzeugt werden.
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Vorzugsweise werden die Sacklöcher mit einem im wesentlichen starren
Harnstoff-Formaldehyd-Schaumharz aufgefüllt.
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Die bekannten Bausteine aus verschiedenen Stoffen sind mit Löchern
(Offnungen) von verschiedenartiger Form hergestellt, wie dies die Schwedischen Patentschriften
54 507, 126503 und 140 341 sowie die Deutsche Patentschrift 880 928 erkennen lassen,
doch bestehen diese Bausteine gemäß den Vorveröffentlichungen nicht aus elastischen
Granulaten,wie zum Beispiel Leichtklinker und sind somit nicht mit den vorbeschriebenen
Problemen behaftet,die speziell bei Bausteinen aus Leichtklinkermaterial gegeben
sind. Zwar sind in den herkömmlichen Bausteinen gemäß den genannten Patentschriften
Löcher (Offnungen) ausgebildet,doch entsprechen Anordnung und Form derselben nicht
der vorliegenden Erfindung zur Erzielung eines gnstigen Verhältnisses zwischen Bausteingewicht
und Bausteinfestigkeit,wobei vor allem ein Unterschied dahingehend gegeben ist,daß
kein Wärmeisoliermaterial in die Löcher (offnungen) gefüllt ist, um die hochgradigen
Wärmeisoliereigenschaften des Bausteins zu erhalten.
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Es ist erfindungsgemäß wesentlich,daß der Baustein aus zementgebundenem
elastischen Granulat hergestellt und mit Sackk3uhlöchern versehen ist,die wie vorbeschrieben
mit Wärmeisoliermaterial gefüllt sind. Diese Kombination aus Material und Löchern
ist bisher noch nicht vorgeschlagen worden.
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Die beiliegenden Zeichnungen,die Bestandteil dieser Beschreibung sind,zeigen
Ausführungsformen der Erfindung und sollen in Verbindung mit der Beschreibung den
Erfindungsgedanken verdeutlichen helfen.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Perspektivansicht des Bausteins
in seiner Einbaulage, Fig. 2 eine entsprechende Perspektivansicht des Bausteins
von unten,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Unterseite des Bausteins,
Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Schnittlnie IV-IV in Fig.3, Fig. 5 einen senkrechten
Teilschnitt einer Düsenanordnung sowie eines Bausteins,aus welchem das Verfahren
zum Verfüllen der Steinöffnungen mit Wärmeisoliermaterial aus Kunststoff ersichtlich
ist, Fig. 6 einen im vergrößerten Maßstab gezeichneten Schnitt des Bausteins,welcher
das Eindringen des Kunststoffmaterials in die Zwcchenräume des zementgebundenen
Granulats veranschaulicht.
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Der in den Zeichnungen veranschaulichte Baustein wird in herkömmlicher
Weise als quaderförmiger Körper aus zementgebundenem Leichtklinker, das heißt gebranntem
Blähton, mit Stirnseiten lo, Längsseiten 11 sowie Ober- und Unterseite 12a bzw.
12b hergestellt, wobei die Seite 12a in Fig.1 die Oberseite des Bausteins in seiner
Einbaulage und die Seite 12b gemäß Fig.2 entsprechend die Unterseite desselben ist.
In der Unterseite 12b befindet sich eine Reihe länglicher Löcher 13, die senkrecht
in den Baustein hinein verlaufen und - wie aus Fig.4 ersichtlich - in der Nähe der
Oberseite 12a enden. Damit handelt es sich bei den Öffnungen 13 um Sacklöcher von
im wesentlichen rechteckigem Querschnitt,da sie zwei gegenüberliegende gerade Längsseiten
und zwei gegenüberliegende gekrümmte Stirnseiten von geringerer Länge aufweisen.
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Die Löcher sind in mehreren Reihen angeordnet,wobei sich die Längs
seiten der Oeffnungen in der Längsachse der Reihen erstrekken und die Löcher einer
Reihe gegenüber den Löchern in den jeweils benachbarten Reihen um einen Abstand
gleich der halben Lochteilung versetzt sind,wie dies am besten die Fig.3 zeigt.
Jede zweite Reihe endet mit einem kreisrunden Sackloch 14.
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Beim Einsatz des Bausteins zur Herstellung von Mauerwerk wird Mörtel
oder ein sonstiges Bindemittel auf die Oberseite 12a gegeben,so daß beim Aufsetzen
eines weiteren Bausteins mit an der Unterseite 12b offenen Löchern 13,14 eine gute
Bindung zwischen den Steinen erreicht wird.
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Die durch die Sacklöcher im Leichtklinker-Baustein geschaffenen
Hohlräume
steigern das Wärmeisoliervermögen des Steins und stellen darüber hinaus ein günstiges
Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit her,wenn die Bausteine in der beschriebenen
Art angeordnet werden. Der Leichtklinker-Baustein ist leicht in einfachen Formen
herzustellen,die mit Stiften oder ähnlichen Kernelementen zur Ausbildung der Sacklöcher
ausgestattet sind.
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Das Wärmeisoliervermögen des beschriebenen Bausteins läßt sich jedoch
weiter verbessern, indem die Sacklöcher 13,14 mit einem Wärmeisoliermaterial, vorzugsweise
einem wärmeisolierenden Schaumstoff, verfüllt werden. Bevorzugt gelangt für diesen
Zweck Harnstoff-Formaldehydharz zur Verwendung,das in flüssiger Form zusammen mit
einem Härter und einem Treibmittel zur Herstellung eines im großen und ganzen starren
Schaumstoffs in die Löcher eingefüllt wird. Die solcherart mit einem festen Schaumstoff
gefüllten Löcher enthalten also ein Material von geringer Dichte und geringem Wärmeleitvermögen.
Darüber hinaus ist dieser Schaumstoff auch feuerfest.
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Figur 5 zeigt ein Verfahren zum Füllen derLöcher mit Schaumstoff.
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Eine Düse 15,die Bestandteil einer Vorrichtung (wie der in der US-PS
4 o21 386 beschriebenen) sein kann, ist mit einer Überlaufleitung 16 versehen, an
welcher eine Mehrzahl flexibler Schläuche 17 angeschlossen sind,wobei die Zahl der
Schläuche 17 der Anzahl der im vorbeschriebenen Baustein befindlichen Sacklöcher
13,14 entspricht. Die Schläuche sind zu einer Platte 18 aus Holz oder Eisen mit
einer Dichtung 19 aus Schaumgummi an der Unterseite geführt und über Durchgangsöffnungen
20 in Platte 18 und Dichtung 19 angeschlossen,wobei diese Durchgangsöffnungen 20
in der gleichen Art wie die Sacklöcher 13 und 14 angeordnet sind und beim Auflegen
der Platte 18 auf die Unterseite 12b des wie in Fig.2dlrgestellt umgedrehten Bausteins
jeweils miteinander fluchten. Die Dichtung 19 liegt abdichtend auf der Unterseite
12b des BausteinS auf, so daß kein Schaumstoffmaterial beim Verfüllen der Löcher
mittels der Düse 15 aus den Löchern austreten kann. Somit werden die Sacklöcher
im Baustein vollständig mit Material gefüllt.
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Durch entsprechende Kornabstufung des Granulats, d.h. des Leichtklinkers,tspielsweise
in der Weise,daß die Körnung der Teilchen zwischen 3 und 8 mm liegt,werden Zwischenräume
zwischen den Teilchen gebildet,deren Volumen für diesen Körnungsbereich von 3 bis
8 mm etwa 16% betragen kann. Wird nunmehr Schaumstoff unter leich-2 tem Druck, z.B.
mit 4 kg/cm2, in die Sacklöcher 13,14 eingefüllt, so dringt er in das zementgebundene
Granulat ein und füllt diese Zwischenräume teilweise, d.h. in einem starken Maße,auf.
Dies zeigt die Fig.6, in welcher die granularen Teilchen mit der Bezugsziffer 22
bezeichnet sind und die Pfeile 23 die Richtung angeben, in welcher das Eindringen
des Schaumstoffs 21 in die von den Teilchen 22 gebildeten Zwischenräume erfolgt.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Baustein aus gebranntem
Blähton im Korngrößenbereich zwischen etwa 3 und 8 mm hergestellt. Die granularen
Teilchen werden mit dünnem Portlandzementmörtel gebunden.Der Bausteinkörper hat
eine Länge von 49o mm, eine Breite von 29o mm und eine Höhe von 19o mm. Jedes Sackloch
13 von länglicher und im wesentlichen rechteckiger Form hat eine Länge von 79 mm
in der Reihenlängsrichtung,wobei in der Längsachse einer jeden Reihe die Löcher
im Abstand von 14 mm voneinander angeordnet sind. Die Breite je Loch beträgt 27
mm und der Krümmungsradius der Stirnseiten der Löcher 13,5 mm. Der Durchmoser der
kreisrunden Löcher ist 27 mm. Vorgesehen sind sechs Lochreihen im Abstand von jeweils
18 mm. Der Grund eines jeden Sacklochs weist eine Dicke von 7 mm auf,was bedeutet,
daß die Tiefe eines jeden Lochs 183 mm beträgt. Bei dem in die Löcher eingefüllten
Kunststoffmaterial handelt es sich um einen festen Schaumstoff von geringer Dichte
und geringer Wärmeleitfähigkeit,der aus Aerolit-Harnstoffformaldehydharz (eingetragene
Handelsbezeichnung) und einem Härter mit Treibmittel besteht und (wie aus Fig.5
ersichtlich ) unter leichtem Druck in das jeweilige Loch eingespritzt wird. Aerolit-Harze
werden von der Plastics Division,CIBA-GEIGY (UK) Limited hergestellt.
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Es konnte festgestellt werden,daß die nach Lang in einem Lang'schen
Apparat gemessene Wörmeleitfähigkeit x eines Bausteins der vorbeschriebenen
Art
ca 0,09 W/mOC beträgt. Diesem Wert steht die Wärmeleitfähigkeit eines massiven Bausteins
der gleichen Art aus gebranntem Blähton mit ca o,18 bis ca o,22 W/mOC gegenüber.
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Der Harnstoffformaldehyd-Schaumstoff ist nicht leicht wasserübertragend,doch
sei darauf hingewiesen,daß er nicht wasserdampfundurchlässig ist und somit genau
wie das Leichtklinkermaterial den Austritt von Wasserdampf ermöglicht,was für Bausteine
zur Herstellung von Gebäudewänden wichtig erscheint.
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Anstelle von gebranntem Blähton kann zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Bausteins auch vulkanisches Material in natürlicher Form verwendet werden.