DE3525768A1

DE3525768A1 - Strukturiertes bauelement

Info

Publication number: DE3525768A1
Application number: DE19853525768
Authority: DE
Inventors: Knut Von Loh; Nils F Larson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-22
Also published as: US4856248A

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Bereich der Erfindung:

Allgemein beschrieben ist diese Erfindung dem Bereich des Bauwesens zuzuordnen, welches Materialien und Strukturelemente oder Bestandteile für den Gebrauch im Bau- oder Konstruktionswesen miteinschließt. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein strukturiertes Bauelement in Form eines Paneels, eines Blocks oder einer ähnlichen Figur, die sich allgemein für die Konstruktion einer Mauer, eines Fußbodens, einer Decke und eines Säulensystems eignet.

2. Beschreibung des derzeitigen Entwicklungsstandes

Der derzeitige Entwicklungsstand des Bauwesens kennt Bau- oder Konstruktionselemente in vielen Formen, die bei der Herstellung einer größeren Hochbaueinheit verwendet werden. Solche Elemente können die Form von Platten, Blöcken oder Säulen haben und aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, z. B. kann ein Block vollständig aus Beton, gebranntem Ton oder ähnlichem bestehen.

Es sind ebenfalls Bauelemente bekannt, die aus einer Kombination verschiedener Materialien bestehen, wobei innere Verstärkungen aus Holz- oder Metallstangen integriert sind. In der Literatur sind auch Bauelemente erwähnt, die aus Kombinationen von organischen Kunststoffen bestehen können.

Es ist offensichtlich, daß die bekannten Bauelemente oder -paneele, die vorwiegend aus Beton und artverwandten Materialien bestehen, eine hohe Druckfestigkeit besitzen, daß sie aber auf Grund ihres hohen Gewichtes schwierig in der Handhabung sind und sich nur schlecht für Isolierzwecke eignen.

Die bisherigen Bemühungen auf diesem Gebiet, organische Kunststoffe, Holz und andere leichte Materialien für die Herstellung von Bauelementen zu verwenden, haben Produkte hervorgebracht, die sich im Gegensatz zu ihren Gegenstücken aus Beton und ähnlichen Werkstoffen besser für Isolierzwecke eignen, die aber nicht im entferntesten die mechanische Festigkeit dieser besitzen.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Ziel dieser Erfindung ist es daher, ein verbessertes Bauelement zur Verfügung zu stellen, welches eine hohe Druckfestigkeit besitzt. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Bauelement zur Verfügung zu stellen, welches leichten Gewichtes und einfach in der Handhabung und in der Verarbeitung ist.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Bauelement zur Verfügung zu stellen, welches sich durch sehr gute wärme- und lärmdämmende Eigenschaften auszeichnet.

Ferner ist es ein Ziel dieser Erfindung, ein verbessertes Baupaneel zur Verfügung zu stellen, welches sich durch seine einfache Konstruktion und seine wirtschaftliche Herstellung auszeichnet.

Diese Erfindung dient dazu, die Nachteile früherer Bauelemente zu überwinden und die oben genannten Ziele durch Bereitstellung eines Bauelements zu erreichen, das vollkommen aus einem durchgehenden Teil Bindematerial besteht, wobei dieser durchgehende Teil eine Matrix mit einer erstrangigen Dichte miteinschließt, die eine Anzahl von Zonen anderer Dichte umschließt, die in der Matrix verteilt sind. Diese Matrix besteht aus einer Zusammenstellung von Materialien, wie sie weiter unten beschrieben sind.

Die in der Matrix verteilten Zonen bestehen aus Bindematerialien sowie einem oder mehreren Zuschlagstoffen körniger, faseriger, schaumartiger oder verwandter Struktur, die dazu geeignet sind, eine feste, für diesen Verwendungszweck geeignete Verbindung einzugehen.

Die Bauelemente, Gegenstand dieser Erfindung, können eine Vielzahl von Formen besitzen, wie z. B. die eines Blocks, eines Paneels, oder einer Säule, und können fernerhin mit zusätzlichen Teilen zur Verstärkung ausgestattet sein, die in der Matrix des Elements eingebettet sind. Andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung der spezifischen Formen derselben hervor. Dabei wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Bestandteil dieser Spezifikation ausmachen, wobei die Nummerierung sich auf die entsprechenden Teile der verschiedenen Zeichnungen bezieht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Bauelement dieser Erfindung aus isometrischer Sicht.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Bauelements in Höhe von Linie 2-2 desselben.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Planansicht einer anderen Form des Bauelements dieser Erfindung, wobei ein Teil ausgeschnitten ist, um die innere Struktur darzustellen.

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten, fragmentarischen Längsschnitt in Höhe von Linie 4-4 der Fig. 3.

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Querschnitt in Höhe von Linie 5-5 der Fig. 3.

Fig. 6 zeigt das Bauelement der Fig. 3 aus isometrischer Sicht. Das Bauelement befindet sich in einem Zustand der Teilmontage, wobei die angrenzende Struktur der Deutlichkeit wegen mit imaginären Linien eingezeichnet ist.

Fig. 7 zeigt einen vertikalen Längsschnitt einer weiteren Form des Bauelements dieser Erfindung.

Fig. 8 zeigt einen horizontalen Querschnitt in Höhe von Linie 8-8 der Fig. 7, wobei ein Teil ausgeschnitten ist, um die Struktur des Elements auf einer niedrigeren Ebene darzustellen.

Fig. 9 zeigt aus einer bestimmten Perspektive einen der strukturellen Bestandteile, die im in den Fig. 7 und 8 dargestellten Bauelement verwendet werden.

Fig. 10 zeigt eine weitere Form des Bauelements dieser Erfindung aus isometrischer Sicht.

Fig. 11 zeigt einen horizontalen Querschnitt in Höhe von Linie 11-11 der Fig. 10.

Fig. 12 ist eine fragmentarische Planansicht zweier verschachtelten Bauelemente nach der in Fig. 10 dargestellten Form.

Fig. 13-17 zeigen mehrere Modifikationen der in Fig. 10 dargestellten Form aus isometrischer Sicht, und

Fig. 18 ist eine fragmentarische, isometrische Ansicht einer Wandkonstruktion, die aus den in Fig. 13, 14 und 16 dargestellten Elementen zusammengebaut ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Formen

Es wird nun auf Zeichnungen 1 und 2 näher eingegangen. Hier wird eine Form des Bauelements dieser Erfindung in Form eines Paneels dargestellt, welches eine relativ flache oder ebene Konfiguration besitzt. Paneel 1 schließt eine verbundene Matrix 3 mit ein, von der eine Anzahl von eingebetteten Zonen 5 völlig umschlossen wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt die allgemeine Planstruktur des Paneels 1 drei durchgehende Matrixschichten, 3 a, 3 b und 3 c, die sich bis zu den äußersten Rändern des Paneels 1erstrecken. Die Matrix 3 besteht vorwiegend aus unorganischem Bindemittel, wie z. B. Mischungen auf Portland-Zement-Basis, Beton und verschiedenen Zusammensetzungen von hydraulischem Zement oder ähnlichen Materialien auf Zement-Basis. Beispiele für geeignete Bindemittel werden in dem Text: "Manual of Lathering and Plastering" von John R. Diehl AIA aufgeführt und sind unter anderem Gips, hydradisierter Kalk, Portland-Zement, Hochofen- und Tonerdeschmelzzement und Mischungen derselben. In der Matrix 3 befinden sich auch Beimengungen in Form von körniger, faseriger oder poröser Struktur, die in der Literatur bekannt sind und den Zweck haben, die Bindekräfte des Basismaterials zu unterstützen und die gewünschte Dichte zu gewährleisten.

Als Zuschlagsstoffe kommen folgende Materialien bevorzugt zur Anwendung:

Quarzsand, Glasgranulat, Glasfasern, Blähton, Blähglimmer, Bimssteingranulat, Quarzkies.

(Diese Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.)

Es versteht sich ferner, daß alle Zusammensetzungen oder Mischungen der oben genannten Beimengungsmaterialien ebenfalls vorteilhaft als Hauptbestandteile der Matrix 3 selbst verwendet werden können. Da es jedoch wünschenswert ist, daß die Matrix 3 Festigkeit und Kraft besitzt, soll die kumulative Durchschnittsdichte der Matrix 3 einschließlich Bindematerial und Beimengungen innerhalb einer Spannbreite von 0,65 bis 3,2 liegen, wobei die bevorzugte Dichte der Matrix 3 zwischen 1,4 und 2,4 liegt.

Wie in der Fig. 2 dargestellt, bestehen die Zonen 5 generell aus Rechteckquerschnitten eines Materials, welches von der Matrix 3 umgeben wird. Es versteht sich jedoch, daß die Zonen 5 jede geeignete Konfiguration annehmen können, sogar eine freie Form, nur vorausgesetzt, daß im Falle der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Form jede der Zonen 5 vollkommen von der verbundenen Matrix umgeben und eingeschlossen wird. Im allgemeinen dienen die Matrixschichten, 3 a, 3 b und 3 c dazu, die Zonen 5 in zwei Etagen zu unterteilen, die durch mehrere vertikale Wände aufgeteilt und durch die durchgehende, zentrale Matrixschicht 3 b voneinander getrennt sind. Durch diesen Schichtaufbau bekommt das gesamte Paneel 1 eine große Druckfestigkeit. Obwohl die Etagen der Zonen 5 als ziemlich einheitliche oder regelmäßig gestaffelte Blocksektionen dargestellt werden, versteht es sich, daß jede gewünschte Zusammenstellung oder Konfiguration der Zonen 5 für die Verwirklichung dieser Erfindung in einem Bauelement mit einer allgemeinen Plankonfiguration geeignet ist.

Ein bedeutender Aspekt einer solchen Plankonfiguration ist mindestens das Vorhandensein einer durchgehenden Matrixschicht 3 b, die sich hauptsächlich zentral auf der Längsachse des Bauelements befindet.

Ähnlich wie im Falle der Matrix 3 bestehen die Zonen 5 im Grunde aus einem Bindematerial, welches aus den gleichen Bestandteilen oder Zusammensetzungen bestehen kann, wie oben für Matrix 3 beschrieben. Da die Zonen 5 nicht dem gleichen äußeren Druck wie die Matrix 3 ausgesetzt sind, sollten die Zonen 5 vorzugsweise eine niedrigere Dichte besitzen, damit das Gesamtpaneel ein entsprechendes, niedrigeres Gewicht hat. Zu diesem Zweck sind in den Zonen 5 Zuschlagstoffe verwendet, die dazu geeignet sind, die Dichte des ausgehärteten Materials herabzusetzen. Bevorzugt wird eine Dichte von 0,8-1,6.

Als Materialien kommen bevorzugt zur Anwendung Substanzen mit schaumartiger Struktur natürlichen und/oder künstlichen Ursprungs, wie z. B. Blähton, Blähglimmer, Bimssteingranulat, Gasbeton oder Gasbetongranulat, Schaumglasgranulat, Schäume und deren Granulate mit Basis von Polyurethanen, Polystyrolen, Polyolefinen und Polyepoxiden sowie ihren Derivaten.

Aufgrund des ähnlichen Bindematerials, welches die Grundlage sowohl der Matrix 3 als auch der Zonen 5 bildet, kann das Paneel 1 als ein vollständiger und durchgehender Teil Bindematerial definiert werden. Trotz Variationen zwischen den Durchschnittsdichten der Matrix 3 mit einer höheren Dichte und den Zonen 5, die aufgrund der verschiedenartigen Beimengungsmaterialien, die darin enthalten sind, eine niedrigere Dichte besitzen, ist die Matrix 3 wegen des Bindematerials, welches Matrix und Zonen gemeinsam ist, hart und fest mit den Zonen verbunden.

Das Ergebnis dieses einzigartigen Materialverhältnisses ist, daß das Paneel 1 einen sehr hohen Grad an Druckfestigkeit besitzt, was in erster Linie auf die verbundene Matrix mit hoher Dichte zurückzuführen ist. Dies ergibt eine zellenartige Struktur, die eine hohe Belastbarkeit aufweist. Wenn das Paneel also belastet wird, wird die Druckkraft und die Biegebeanspruchung der Matrix 3 durch die Zonen 5 aufgefangen. Dadurch ist es möglich, daß das Paneel 1 einem Druck ausgesetzt werden kann, der unter normalen Umständen einen Zusammenbruch bei den bekannten Paneelen aus Beton oder Zement zur Folge hätte. Dadurch daß das Paneel 1 eine solche hohe Belastbarkeit besitzt, ist dieses ein besonders nützliches und sicheres Bauelement in Gegenden, in denen Erdbeben häufiger vorkommen.

Eine weitere Eigenschaft des Paneels 1 ist sein verhältnismäßig geringes Gewicht im Vergleich zu den Paneelen aus Beton oder Zement, die der bisherige Entwicklungsstand der Bautechnik kennt, - dies auf Grund der Tatsache, daß die Zonen 5 wegen der darin verwendeten leichtgewichtigen Materialien eine verhältnismäßig niedrigere Durchschnittsdichte besitzen. Dementsprechend liegt die bevorzugte Durchschnittsdichte zwischen 0,3-3,0. Es ist daher offensichtlich, daß ein nach dieser Erfindung kontruiertes Bauelement vom Gesamtgewicht her großen Variationen unterliegen kann, um den Anforderungen des besonderen Gebrauches oder den Umweltverhältnissen gerecht zu werden.

Wenn Paneel 1 in einer Umgebung gebraucht wird, in der eine seiner Oberflächen den Umwelteinflüßen ausgesetzt wird, wie z. B. bei der Außenmauer eines Gebäudes, kann diese eine größere Menge von Zuschlagstoffen höherer Dichte enthalten, um die größtmöglichste Widerstandskraft gegen wechselhafte und extreme Witterungsverhältnisse zu gewährleisten. Sollte andererseits eine Oberfläche des Paneels 1 Bestandteil der Innenmauer eines Gebäudes oder einer ähnlichen Konstruktion bilden, kann der Teil der Matrix 3, der eine solche Innenwand darstellt, eine größere Menge Substanzen niedrigerer Dichte enthalten, oder gänzlich aus solchen bestehen, da die Innenwand keinen extremen Witterungsverhältnissen ausgesetzt ist.

Es versteht sich, daß die jeweiligen Zuschlagstoffe, die sowohl in der Matrix 3 als auch in den Zonen 5 verwendet werden, durch das ganze Paneel hindurch in ihrer Zusammensetzung sowie von der Menge her variieren können, falls dies wünschenswert oder notwendig erscheint.

Es wird nun auf die Fig. 3 Bezug genommen. Hier wird eine weitere Form des Bauelements dieser Erfindung dargestellt - das Bauelement ist ebenfalls in Form eines Paneels 7, welches eine verbundene Matrix 9 mit einer hohen Dichte sowie eine Vielzahl von darin verteilten und von dieser umschlossenen Zonen oder Blocks 11 mit einer niedrigeren Dichte enthält.

Es wird nun auf die Zeichnungen 3 bis 5 Bezug genommen, in der eine andere mögliche Form des Bauelements dargestellt wird. Das Bauelement liegt hier auch in der Form eines Paneels (7) vor, welches eine verbundene Matrix (9) mit einer höheren Dichte sowie eine Vielzahl von in der Matrix verteilten und von dieser umschlossenen Zonen oder Blocks (11) mit einer niedrigeren Dichte enthält.

Die Matrix (9) und die Blocks (11) können die gleiche Zusammensetzung haben wie oben im Falle der Matrix (3) und der Zonen (5) angegeben, und zwar in der in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellten Form. Ähnlich wie im Falle des Paneels (1) in den Zeichnungen 1 und 2 enthält das Paneel (7) ebenfalls drei durchgehende, voneinander getrennte Matrixschichten, 9 a, 9 b und 9 c, die dazu dienen, die Blocks (11) zu umschließen und in 2 getrennte Räume zu unterteilen. Die Zentralmatrixschicht 9 b, die sich quer und längs bis zu den äußersten Rändern des Paneels (7) erstreckt, sorgt für eine größere Druckfestigkeit des Paneels (7).

Wie es in den Zeichnungen 3 und 5 deutlicher wird, haben die Blocks (11) vorwiegend eine rechtwinkelige Form und durchgehende Hohlräume (13). Die Blocks (11) sind linear und parallel an der Längsachse des Paneels (7) angeordnet, sodaß die Hohlräume (13) von aneinander angrenzenden Blocks eine gerade Linie bilden, wobei eine Serie von parallellaufenden Kanälen (15) entsteht, die sich durch die Länge des Paneels (7) erstreckt, wie in der ausgeschnittenen Sektion der Zeichnung 3 deutlich dargestellt.

Die Anzahl der Kanäle (15), die auf diese Art und Weise im Paneel (7) entstehen, variiert je nach der Anzahl der Hohlräume (13), die in jedem einzelnen Block (11) vorhanden ist. Falls erwünscht, kann nur ein einziger solcher Kanal im ganzen Paneel vorhanden sein, oder es kann eine parallellaufende Serie von Kanälen entstehen, wie in den Zeichnungen 3 und 5 dargestellt. In den Kanälen (15) können elektrische Drähte, Kabel oder Leitungen untergebracht werden, wenn das Paneel (7) für die Konstruktion eines Gebäudes oder einer ähnlichen Struktur verwendet wird. Die Hohlräume (13) können mit Isoliermaterial gefüllt werden, um die Wärme- und Geräuschübertragung durch das Paneel (7) besser zu kontrollieren. Die Hohlräume (13) können ebenfalls dazu verwendet werden, das Gewicht der einzelnen Blocks (11) wesentlich zu verringern, wodurch das Gesamtgewicht des Paneels (7) reduziert wird.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist es durchaus möglich, daß die Hohlräume (13) in den Blocks (11) in der Anzahl vorhanden sind, die zum Zwecke der Gewichtsreduzierung erforderlich ist.

So wäre es nicht notwendig, daß die Hohlräume (13) eine gerade Linie bilden, damit durchgehende Kanäle entstehen. Wie in der Zeichnung 3 dargestellt, werden die Blocks (11) vollkommen vom Paneel (7) eingeschlossen - dies mit Ausnahme der Lücken (17) zwischen angrenzenden Blocks, wo die Hohlräume (13) aneinandergereiht sind, um Kanäle (15) zu bilden. Um dem Paneel überall Verstärkung zu verleihen, ist eine durchgehende Sektion der Matrix (9) an der Längsachse des Paneels (7) angebracht (siehe Punkt 19 in der Zeichnung). Dadurch gewinnt das Paneel (7) zusätzliche Festigkeit und Stärke. Um dem Paneel (7) eine noch größere Verstärkung zu gewährleisten, können Festigungselemente in Form von Metallstangen, die in der Matrix verteilt sind, untergebracht werden. Diese werden zu diesem Zweck sowohl an der äußersten Peripherie des Paneels als auch in dem Teil der Matrix (9) untergebracht, welcher an der Längsachse des Bauelements liegt (siehe Punkt 19 der Zeichnung). Um eine feste Verbindung zwischen der Matrix (9) und den Blocks (11) zu gewährleisten, können an den Rändern der Blocks Rillen (23) vorhanden sein, wodurch eine größere verbindungsfähige Fläche entsteht. Es versteht sich, daß sich hier alle in der Baukunst gutbekannten Festigungselemente zum Zwecke der Verstärkung des Paneels (7) eignen. Zum Beispiel kann die Matrix (9) anstelle von Metallstangen (21) Festigungselemente in Form von Maschenstrukturen, einem Gerüst, gespannten Metallkabeln oder ähnlichen Systemen und Einrichtungen enthalten. In dem Paneel (7) (siehe Zeichnung 5) kann auch eine Zunge (25) und eine entsprechende Rille oder Kanal (26) vorhanden sein, die jeweils an den aneinandergegenüberliegenden, länglichen Rändern untergebracht sind und den Zweck haben, das Einschachteln der aneinander angrenzenden Paneelen zu erleichtern (siehe Zeichnung 6). Sowohl die Zunge (25) als auch die Rille (27) gewährleisten eine leichtere Handhabung des Paneels während dessen Verwendung in der Konstruktion eines Gebäudes. Holzplatten (29) können auch verwendet werden, um die oberen und unteren Teile von aneinander angrenzenden Paneelen zu befestigen, wenn das Baumaterial aus Holz besteht.

Zeichnungen 7 und 8 zeigen noch eine andere mögliche Form des Bauelements. In diesem Fall hat das Element die Form einer Säule (31). Obwohl die Säule (31) so dargestellt wird, daß sie einen kreisförmigen Querschnitt hat, versteht es sich, daß jede andere Querschnittskonfiguration, wie z. B. rechteckig, quadratförmig usw. vorhanden sein kann, je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung dieser Erfindung.

Wie im Falle der beiden oben beschriebenen Formen enthält die Säule (31) auch eine verbundene Matrix mit einer höheren Dichte, die eine Vielzahl von Zonen (35) mit einer niedrigeren Dichte umschließt. Die Zusammensetzungen, Materialien und Dichten der Matrix (33) und der Zonen (35) sind die gleichen wie bei den oben beschriebenen Formen.

An der Längsachse der Säule (31) ist ein durchgehender und relativ dicker Matrixteil (33) angebracht (siehe Punkt 33 a der Zeichnung). Zentral in Längsrichtung der Matrix 33 a befindet sich eine Vielzahl von Dichtungsringen (37), die eine Öffnung besitzen. Wie in der Zeichnung 9 dargestellt, kann jeder Dichtungsring (37) eine kreisförmige Konfiguration sein, in deren Mitte sich eine zentrale Öffnung (39) befindet, die von einer Vielzahl von peripheren Öffnungen (41) umgeben ist. Zur Verstärkung kann eine Stahlstange durch die aneinandergereihten Zentralöffnungen (39) der Dichtungsringe geführt werden, um der Säule (31) zusätzliche Festigkeit und Stärke zu verleihen.

Die Dichtungsringe (37) sind in der Matrix (33 a), die durch die peripheren Öffnungen eingebettet wird, fest verankert. Die äußeren Dichtungsringe (37) an den äußeren Enden der Säule (31) können durch entsprechend geformte, starke Metallplatten (45) zugedeckt werden, welche durch die Matrix (33) fest versiegelt und befestigt werden.

Wie in den Zeichnungen 7 und 8 dargestellt, können die Zonen (35) mit einer niedrigeren Dichte eine Konfiguration annehmen, die aus bogenförmigen Sektionen besteht. Zusätzlich zu der Zentralmatrix (33 a) und der äußeren zylindrischen Wandsektionen der Matrix (33) ist diese Konfiguration an allen Seiten von einer Vielzahl von vertikalen Wänden (47) und einer Vielzahl von horizontalen Wänden (49) der Matrix (33) umgeben. In dieser Struktur können die vertikalen Wände (47) mit einem Abstand von 90° voneinander aufeinanderfolgende, vertikale Schichten bilden, die durch horizontale Wände getrennt sind. Die angrenzenden Schichten der vertikalen Wände können jedoch einen Abstand von 45° voneinander haben, wie in der ausgeschnittenen Sektionen von Zeichnung 8 dargestellt, um die allgemeine Druckfestigkeit der Säule (31) weiter zu verstärken.

Es wird nun auf die Zeichnungen 10 und 11 Bezug genommen. Dort wird eine andere mögliche Form dieser Erfindung dargestellt. Hier hat das Bauelement die Form eines rechteckigen Blocks (50), der mit einer durchgehenden, äußeren Wandstruktur (52) Matrixmaterials von hoher Dichte versehen wird. Wie im Falle der Paneele (1+7), die oben beschrieben wurden, enthält die Matrix (52) drei durchgehende, voneinander getrennte Schichten (54, 56 und 58), die zusammen dazu dienen, zwei getrennte und unabhängige Sektionen (60+62) eines Materials niedrigerer Dichte zu bilden.

Die Matrixschicht (54) stellt die äußere Rückwand des Blocks (50) her und besitzt zur Verstärkung zwei innere Quersektionen (64+66), die einen integralen Teil der Matrixschicht bilden. Die Quersektionen (64+66) erstrecken sich von der Wand (54) nach innen und enden kurz vor der gegenüberliegenden Matrixschicht (56), wobei diese eine Innenwand des Blocks (50) bildet. Die freien Enden der Quersektionen (64+66) haben die Form von L-förmigen Flanschen (68+70). Die Flanschen (68+70) können gegeneinander gerichtet sein.

Die Wand (56) enthält als wesentlichen Bestandteil ein inneres Festigungselement (72), welches sich von der Wand (56) in Richtung der Wand (54) erstreckt und kurz vor dieser in einer T-förmigen Konfiguration mit zwei Seitenflanschen (74) + (76) endet. Die Quersektionen 64, 66 und 72 zusammen mit den dazugehörigen Flanschen 68, 70, 74 und 76 laufen durch die ganze Höhe des Blocks (50) und schließen sich an eine obere Matrixschicht (78) und an eine dieser gegenüberliegende untere Matrixschicht an, (die nicht dargestellt ist). Die Wände 54, 56 und 58 sind parallel angeordnet, und ihre jeweiligen Enden schließen sich an 2 Matrixschichten, 80 und 82, an, die die Seitenwände des Blocks bilden, während die Wand 58 die vordere Wand des Blocks 50 ausmacht.

Wir beziehen uns erneut auf Zeichnung 11. Die Gesamtstärke des Blocks (50) kann dadurch gesteigert werden, daß Bindematerial mit einer Dichte, die zwischen der der Matrix hoher Dichte und der der Zonen niedrigerer Dichte liegt, in den Teilen der Zone (60) untergebracht wird, die zwischen den Enden der benachbarten Flanschen 68 und 74 und 70 und 76 liegt. Solche Teile Bindematerial mittlerer Dichte werden jeweils durch die Nummern 84 und 86 gekennzeichnet. Die Teile 84 und 86 können zwischen den oberen und den unteren Wandsektionen des Blocks (50) eine durchgehende Verbindung bilden und sich an diese Wände anschließen. Außerdem können sie die gleiche Grundzusammensetzung haben wie die Zone (60) mit niedriger Dichte. Diese Zusammensetzung wird dadurch modifiziert, daß ein höherer Anteil Bindematerial darin enthalten sein kann. Die Teile 84 und 86 können beide eine rechtwinkelige oder, wenn erwünscht, eine freie Form in der Gesamtkonfiguration besitzen.

Die inneren Schnittlinien zwischen den aneinander angrenzenden Wandsektionen, den Quersektionen und den Flanschen der Matrix (52) können mit Dreiecksleisten ausgestattet sein, - dies zum Zwecke einer optimalen Druckverteilung und damit zur Erhöhung der allgemeinen Festigkeit in diesen Bereichen.

Wie in den Zeichnungen 10 und 11 dargestellt, können die gegenüberliegenden Seitenwände (80+82) der Matrix (52) zum Einschachteln der angrenzenden Blocks (50) abtrennbare Sektionen (90+92) besitzen, wie aus der Zeichnung 12 hervorgeht, in der zwei aneinander angrenzende Blocks (50) eingeschachtelt dargestellt werden, wobei die entsprechenden, angrenzenden, abtrennbaren Teile (90+92) entfernt worden sind. Die dadurch entstehenden Lücken (90 a+92 a) bilden zusammen eine Nische (94), deren Längsachse sich von den oberen bis zu den unteren Teilen der angrenzenden Blocks erstreckt.

In diese Nische (94) wird ein Teil (96) eingeschachtelt, dessen äußere Form der inneren Form der Nische entspricht und dazu dient, die beiden angrenzenden Blocks (50) zu verschränken und sie gegen Verschiebungen zu befestigen. Der Teil (96) kann aus einem Material niedriger Dichte bestehen, wie z. B. Perlit, kann aber auch Bindematerial enthalten, sodaß seine Dichte je nach den Anforderungen einer bestimmten Anwendung oder eines bestimmten Gebrauchs variieren kann. Die Nische (94), die durch die Entfernung der beiden abtrennbaren Teile (90+92) entsteht, wird als rechtwinkelig dargestellt; es versteht sich aber, daß sie jede gewünschte Form oder Größe einfach durch Änderung der Formen der abtrennbaren Teile (90+92) annehmen kann.

Obwohl Block 50 so dargestellt worden ist, daß er eine Zone mit niedrigerer Dichte (62) enthält, welche eine rechtwinkelige Form hat, versteht es sich, daß der Raum, der durch die Zone 62 eingenommen wird, eines Materials niedriger Dichte völlig oder teilweise entbehren kann und zudem auch eine, oder mehrere Trennwände enthalten kann, die diesen Raum in zwei, oder mehrere getrennte Kammern unterteilen. Dadurch kann das Gesamtgewicht des Blocks (50) variieren, und es können Kanäle entstehen, die notwendig sind, damit elektrische Kabel und Wasserleitungen durch eine aus solchen Blocks hergestellte Mauer geführt werden können.

Ferner versteht es sich, daß die Bestandteile und deren möglichen Zusammensetzungen, aus denen die Matrix (52) und die Zonen mit einer niedrigeren Dichte (60+62) bestehen, dieselben sein können wie bei den anderen, oben beschriebenen und in den Zeichnungen 1-9 dargestellten Formen dieses Bauelements. Die Beimischung von Tonaggregaten, wie ausgedehntem Ton, in die Zusammensetzung der Matrix (52) steigert erheblich die Eigenschaft der Wärmeisolierung. Ferner kann die Matrix (52) auch ähnliche Festigungselemente enthalten, wie das Paneel (7), welches anhand der Zeichnungen 3-5 dargestellt wurde.

In den Zeichnungen 13-17 werden mehrere spezifische Modifikationen des Blocks (50) dargestellt, wobei solche Modifikationen in erster Linie durch das Fehlen einer oberen Matrixschicht (78) und einer ihr gegenüberliegenden, unteren Matrixschicht (nicht dargestellt) gekennzeichnet sind. Ferner sind die abtrennbaren Teile (90+92) von diesen modifizierten Blocks entfernt worden, wobei diese in ihrer endgültigen, gebrauchsfertigen Form dargestellt werden.

Die Modifikation, die in der Zeichnung 13 dargestellt wird, besteht darin, daß der Block (97) eine rippenartige Rückwand (98) hat, die als dekorative Fassade dient, wenn die Wand des Blocks bei der Konstruktion einer Außenmauer oder einer Innenmauer entsprechend eingesetzt wird.

Wie deutlich hervorgeht, ist die Zone (62) aus einem Material niedriger Dichte weggelassen worden, und der Raum, den sie normalerweise einnimmt, ist in zwei querlaufende Kanäle (100+102) umstrukturiert worden, die von einer Matrix-Wandsektion (104) umgeben werden, wobei diese eine Brücke zwischen der Außenwand (58) und der Innenwand (56) bildet. Alternativ dazu kann der Block (97) anstelle der rippenartigen Wand (98) auch eine nichtrippenartige Wand wie beim Block 50 haben.

Die Modifikation, die in der Zeichnung 14 dargestellt wird, besteht darin, daß bei dem Block (106) die Lücke 92 a, die normalerweise durch die Entfernung des abtrennbaren Teils 92 entsteht, entfällt und an deren Stelle eine ähnliche Lücke in die Wand (58) eingebaut wird. Die Kanäle (100+102) sind mit einem Material niedriger Dichte (62) gefüllt. Die Lücken (90 a+ 108 a) sind so angelegt, daß sich dieser Block (106) besonders gut für die Verwendung als Eckstein in einer Mauer eignet.

Durch die Modifikation, die in der Zeichnung 15 dargestellt wird, wird der Block (110) zu einem besonders nützlichen Trennelement in einer Mauerkonstruktion. Zusätzlich zu den beiden Lücken 90 a und 92 a entsteht bei diesem Block eine dritte Lücke (112 a) in der Wandsektion.

Die Modifikation, die in der Zeichnung 16 dargestellt wird, besteht darin, daß der Block (114), der weitgehend die gleichen physikalischen Eigenschaften wie Block 97 hat, anstelle der rippenartigen Wand (98) eine nicht-rippenartige Wand (54) hat und ferner darin, daß eine rechtwinkelige Sektion entfernt worden ist, um einen oberen, in Längsrichtung verlaufenden Kanal (116) zu bilden. Die Breite des Kanals (116) entspricht der Breite der Lücke 92 a und seine Länge entspricht der Entfernung zwischen den einander gegenüberliegenden Innenflächen der Seitenwände 80 und 82. Durch diesen Kanal (116) eignet sich der Block besonders gut für die Verwendung in einem(r) Fenstersturz/Oberschwelle, um die oberste, periphere Schicht einer Mauerkonstruktion zu bilden.

Wenn eine Vielzahl von Blocks (114) aneinander angereiht werden, dienen die dadurch entstehenden, aufeinanderfolgenden Kanalsektionen dazu, an dem obersten Teil der Mauerkonstruktion entlang einen durchgehenden Kanal zu bilden, in den die herkömmlichen, bei Fenstersturz-, Oberschwellenkonstruktionen verwendeten Stahlträger oder ähnliche Stützen eingebaut werden können.

Die Modifikation, die in der Zeichnung 17 dargestellt wird, besteht darin, daß der Block (118) im wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie der Block 97 hat nur, daß die Quersektionen 64, 66 und 72 runde oder zylindrische Enden haben, die jeweils durch die Nummern 120, 122 und 124 gekennzeichnet sind. Die Gesamtkonfiguration des Blocks 118 eignet sich besonders dort, wo es sich um die Herstellung von Blocks kleineren Gesamtumfangs handelt.

In der Zeichnung 18 wird eine Mauerkonstruktion (126) dargestellt, die aus mehreren Blocks 97, 106 und 114 besteht, welche in ebenmäßigen, senkrechten Stapeln, "Fuge auf Fuge", (ohne Überbindung) angeordnet sind und dadurch zusammengefügt werden, daß mehrere Verbindungsteile (96) in die Nischen (94) eingefügt werden, die sich aus den Lücken 90 a, 92 a und 108 a ergeben. Die Außen- und Innenflächen der Wand 126, die jeweils durch die Nummern 128 und 130 allgemein gekennzeichnet sind, können beide mit einer Schicht Bindematerial, wie z. B. mit Glasfasern verstärktem, zementähnlichem Material überzogen werden, welches die Wand (126) strukturell zusammenhält und sie wasserdicht macht. Auf diese Art und Weise ist es möglich, bei der Konstruktion der Wand (126) auf Mörtel zwischen den einzelnen Blocks zu verzichten, obwohl selbstverständlich auch Mörtel als Bindemittel zwischen den einzelnen Blocks verwendet werden kann, wenn dies erwünscht ist.

Wegen der durchgehend gewellten Form der Zone mit niedriger Dichte (60) im Block 50 und in seinen gesamten Modifikationen, die in den Zeichnungen 13-17 dargestellt werden, wird es deutlich, daß die Verbindungen zwischen den Zonen (60) und den angrenzenden Verbindungsteilen (96), welche auch vorwiegend aus dem gleichen Material niedriger Dichte bestehen, zusammen eine durchgehende "Wärmebarriere" bilden, die sich senkrecht und horizontal bis zu den äußersten Flächen der Wand (126) erstreckt.

Diese "Wärmebarriere" befindet sich zwischen den äußeren und den inneren Flächen 128 und 130, wobei diese jeweils aus Matrixsektionen oder Sektionen höherer Dichte, jeweils 54 und 58, bestehen. Dadurch besitzt die Wand (126) hervorragende Wärmedämmungseigenschaften, welche die Energiesparwirkung bei jedem mit diesen Blocks konstruierten Haus oder Gebäude erheblich steigert.

Die Eigenschaft der Wärmedämmung bei der Wand (126) leitet sich in erster Linie von der "Wärmebarriere" her, die durch die Zonen (60) niedrigerer Dichte und die eingeschachtelten Verbindungsteile (96) entsteht, die alle vorwiegend aus Perlit bestehen. Wenn aber Aggregate in Form von Ton, wie z. B. ausgedehnte Tonteilchen, der Zusammensetzung der Matrixsektionen 54 und 58 zugesetzt werden, erhalten die inneren und äußeren Wände 128 und 130 einen noch höheren Grad an Wärmedämmung.

Bei der von uns bevorzugten Form dieses Bauelements, welche nur als Beispiel dient und keineswegs die Wahl der möglichen Formen einschränkt, hatte das Bauelement eine Zusammensetzung, wie sie in den weiter unten aufgeführten Beispielen 1-11 angegeben sind. Das spezifische Gewicht der Zonen höherer Dichte liegt bei etwa 2,4, das der Zonen niedriger Dichte liegt bei etwa 0,6.

Durch Variationen der Mischungsverhältnisse der bevorzugten Materialien kann erreicht werden, daß die spezifischen Gewichte der Zonen höherer Dichte zwischen 1,4 und 2,4 liegt; in den Zonen niedriger Dichte zwischen 0,4 und 0,6. Die Gesamtdichte des Bauelements wird natürlich in Abhängigkeit von der jeweiligen Konfiguration, der Größe der Zonen niedriger Dichte und der Dicke der Matrix höherer Dichte variieren.

Eine von uns bevorzugte Form des Bauelements mit den oben genannten Zusammensetzungen kann eine Plankonfiguration annehmen, wie im Falle des in der Zeichnung 1 dargestellten Paneels 1 oder des in der Zeichnung 3 dargestellten Paneels 7. Ein andere bevorzugte Form kann ebenfalls die Block-Konfiguration annehmen, die in der Zeichnung 10 dargestellt wird, oder die Konfiguration der Modifikationen des Blocks, die in den Zeichnungen 13-17 dargestellt werden. Die verbundene Matrix, welche eine Dichte von ca. 2,4 besitzt, umschließt die Zonen mit niedriger Dichte völlig, wobei diese eine Dichte von ca. 0,6 haben.

Die Matrix enthält 3 getrennte Sektionen, welche die Zonen in zwei Abteilungen oder Schichten unterteilen. Die getrennten Sektionen der Matrix erstrecken sich durchgehend durch das Bauelement bis zu dessen Rändern, wie dargestellt im Falle des Paneels 1 in der Zeichnung 2, des Paneels 7 in der Zeichnung 5, des Blocks 50 in der Zeichnung 10 und der Modifikationen dieses Blocks in den Zeichnungen 13-17.

Das Bauelement kann wie folgt hergestellt werden: Die Zonen niedriger Dichte werden zunächst einzeln unter Verwendung der gewünschten Mischung geformt. Die geformten Zonen, die als Blöcke oder in anderer Gestalt auftreten können, werden dann in einem noch "unfertigen" Zustand in eine größere Form gegeben, die die Gestalt des fertigen Bauelements hat. Die Zonen werden so in die Form gelegt, daß ein Abstand zwischen den einzelnen Zonen und zwischen den Zonen und der Wand der größeren Form besteht.

Die gewünschte Matrix-Mischung wird dann in die die Zonen umgebenden Räume der größeren Form gefüllt, so daß jede Zone im Matrix-Material eingebettet und von diesem völlig umschlossen wird, und die Räume völlig von Matrix-Material ausgefüllt werden. Da die Zonen in einem "unfertigen" Zustand bearbeitet werden, stellt das Bindematerial der Matrix in Kombination mit dem Bindematerial der Zonen eine feste Verbindung her, so daß eine durchgehende Phase Bindematerial entsteht, welche sich durch das ganze Bauelement hindurch erstreckt.

Das Bauelement kann auch wie folgt hergestellt werden: Eine Matrixschicht wird um die einzelnen Zonen in einer Reihe von Zonen gelegt, welche in der Form von Blöcken oder anderer Gestalten auftreten können, so daß eine durchgehende Matrixschicht entsteht.

Die oben dargestellten und beschriebenen Formen des Bauelements sollen lediglich als die von uns bevorzugten Formen desselben verstanden werden. Natürlich können verschiedene Änderungen in der Form, Größe und in der Zusammenstellung der Teile oder der Mischungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen dieser Erfindung, seines Anwendungsbereichs oder der daraus abgeleiteten Ansprüche zu sprengen.

Für die folgenden Beispiele 1-11 wird die Art der Herstellung näher beschrieben. Eine Abbildung der Herstellungsform sowie des fertigen Blocks ist aus Fig. 19 ersichtlich.

Für die Herstellung des Blocks wird eine Form benötigt. Diese Form kann aus Holz oder Metall bestehen. Sie ist so konstruiert, daß der Fertigungsprozess kontinuierlich ablaufen kann.

Die Form besteht aus mehreren Teilen:

1. Einer Außenform, deren innere Abmessungen den äußeren Abmessungen des zu fertigenden Blocks entspricht. (Teil 1)

2. Einem Innenteil, der in seinen Abmessungen so konstruiert ist, daß er nach seiner Entfernung den in der Abbildung gezeigten Raum für die Isolierschicht freigibt. (Teil 2)

3. Aus einer Bodenplatte, die über Aussparungen verfügt, die in der Lage sind, den unter 2. beschriebenen Innenteil vertikal in beiden Richtungen passieren zu lassen (Teil 3)

4. Aus einer geschlossenen Bodenplatte, die die unter 3 beschriebene Bodenplatte nach Abschluß des ersten Fertigungsvorganges und vor Beginn des zweiten Fertigungsvorganges ersetzt. (Teil 4)

Herstellung des Blocks

Die Herstellung des Blocks geschieht in zwei, zeitlich kurz versetzten Arbeitsgängen.

Die fertig montierte Form einschließlich Innenteil wird zunächst mit einem Trennmittel behandelt. Als Trennmittel werden handelsübliche Produkte wie z. B. Vaseline, Trennoele, Silikone und ähnliches verwendet.

Die Hohlräume der Form werden dann mit einer Mischung gefüllt, wie sie in den Beispielen 1-11 für die Außenteile beschrieben werden. Der Füllvorgang kann durch Vibration oder Kompression vorteilhaft beeinflußt und/oder beschleunigt werden.

Nach dem Erstarren des Materials, welches entweder bei Raumtemperatur oder aber in hochgespannter Wasserdampfatmosphäre geschieht, wird der auf Seite 18, Punkt 2 beschriebene Innenteil der Form nach unten herausgezogen und die Bodenplatte durch die auf Seite 19, Punkt 4 beschriebene ersetzt.

Der so entstandene Hohlraum wird mit einer Mischung gefüllt, wie sie in den Beispielen 1-11 unter der Bezeichnung "Isolierschicht" aufgeführt sind.

Der Füllvorgang kann ebenfalls durch Vibration günstig beeinflußt werden.

Nach dem Erstarren der Isolierschicht wird die Außenform entfernt und der fertige Block kann nach dem Abbinden seiner Verwendung zugeführt werden.

Beschreibung der Beispiele:

Die Mengenangaben sind für einen Block mit den Abmessungen Länge × Breite × Höhe = 245 mm × 175 mm × 240 mm vorgesehen.

Beispiel 1:

Für die Außenteile des Blocks wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l Blähton 3-6 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,0 ml CEROC-LP Mischoel

Das Mischoel dient zur Verkürzung des Mischvorgangs und baut gleichzeitig eine Mikroschaumstruktur in der Betonmasse auf. Die Wassermenge kann von Fall zu Fall verschieden sein, je nach Feuchtigkeitsgehalt der verwendeten Rohstoffe. Das Vermischen der Rohstoffe kann per Hand oder mit dafür geeigneten Mischmaschinen erfolgen.

Nach dem Befüllen, Verdichten und Aushärten des Materials wird der Innenteil der Form entfernt, die Bodenplatte gewechselt und die Isolierschicht gefüllt.

Diese besteht aus folgenden Rohstoffen:
3,0 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,5 ml CERESIT-Haftfest

Die Verwendung von CERESIT-Haftfest ist dazu geeignet, die Haftung der Außenteile an der Isolierschicht wesentlich zu verbessern.

Dieses Material wird auch für die weiteren Beispiele nicht ausgeschlossen, ohne besonders erwähnt zu werden.

Die Mischung wird in der vorbeschriebenen Weise bereitet, gefüllt, verdichtet und zum Erstarren gebracht. Der Block wird entformt und kann, wenn es erforderlich ist, einer thermischen Nachbehandlung unterzogen werden (5 h/115°C). Dies kann dann der Fall sein, wenn der fertige Block sofort seiner Verwendung zugeführt werden soll.

Für die weiteren Beispiele wird darauf verzichtet, die Herstellung des Blocks zu beschreiben, da sie ähnlich ist.

Bei abweichenden Herstellungsverfahren sind diese in den Beispielen aufgeführt.

Beispiel 2

Für die Außenteile des Blocks wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l Blähton 5-13 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,0 ml CEROC-LP Mischoel

Für die Isolierschicht des Blocks wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,5 ml CERESIT-Haftfest

Der Vorteil dieser Rezeptur liegt in einem wesentlich niedrigen spez. Gewicht. Es ergeben sich somit Vorteile im Gesamtgewicht des Blockes.

Beispiel 3:

Für die Außenteile wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l Blähton 3-6 mm ⌀
1,0 l Aluminiumoxidzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,0 ml CERESIT-LP Mischoel

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,0 l Aluminiumoxidzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
1,5 ml CERESIT-Haftfest

Die Verwendung von Aluminiumoxidzement hat den Vorteil einer sehr kurzen Abbindzeit selbst bei Raumtemperatur. (Die Verwendung von Bauteilen, die mit Aluminiumoxidzement hergestellt wurden, unterliegt gewissen Beschränkungen.)

Beispiel 4:

Für die Außenteile des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,0 ml CEROC-LP Mischoel

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
5,0 l Blähton 5-13 mm ⌀
0,3 l Epoxiharz RÜTAPOX 0164
0,15 l Härter RÜTAPOX H 105 B

Der Vorteil der Verwendung von Epoxiharzen für die Isolierschicht liegt einerseits in der extrem kurzen Abbindzeit bei Raumtemperatur andererseits in der sehr hohen mechanischen Belastbarkeit. Diese wird nur begrenzt durch die maximale Belastbarkeit des verwendeten mineralischen Materials.

Da die Gesamtmenge des verwendeten Kunststoffbindemittels 5 Vol-% nicht übersteigt, gilt dieser Formstein als nicht brennbar im Sinne der gültigen Vorschriften.

Ein weiterer Vorteil liegt in der sehr hohen Haftung zwischen den Außenteilen des Blockes und der Isolierschicht. Ein fabrikationstechnischer Nachteil besteht darin, daß die verwendeten Bauteile vor Einbringung der Isolierschicht eine Restfeuchtigkeit von weniger als 5 Gew.-% haben müssen.

Beispiel 5:

Für die Außenteile des Blockes wird eine Mischung verwendet, wie sie im Beispiel 1 für die Außenteile beschrieben wurde.

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
1. 1,0 l Portlandzement
2. 2,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
3. 0,5 l Wasser
4. 0,01 kg Stabilisator
5. 0,10 kg Chlorkalk
6. 0,04 kg Perhydrol

Nach innigem Vermischen der Komponenten 1-5 wird Komponente 6 hinzugefügt, untergerührt und in den für die Isolierschicht vorgesehenen Hohlraum des Blockes gefüllt. Alsbald beginnt die Masse zu schäumen und den Hohlraum auszufüllen.

Eine leichte Vibration der gesamten Form kann den Vorgang positiv beeinflussen und zu einer gleichmäßigeren Schaumstruktur führen. Nach dem Erstarren wird der Überschuß abgestreift.

Beispiel 6:

Der hier beschriebene Block ist für die Verwendung als Außenmauerstein vorgesehen. Hier wird unterschieden zwischen Außenteil- Isolierschicht-Innenteil.

Die Zahl der Produktionsgänge ist die gleiche wie bei den vorherigen Beispielen, nur werden für Außenteil und Innenteil verschiedene Materialzusammensetzungen verwendet.

Für das Außenteil wird folgende Mischung verwendet:
2,00 l Quarzsand 0-5 mm ⌀
0,50 l Portlandzement
0,05 l CERESIT-Pulver SP
0,60 l Wasser

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-3 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,5 ml CERESIT-Haftfest

Für den Innenteil des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l Blähton
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,0 ml CEROC-LP Mischoel

Nach dem Entformen erhalten wir einen Block, der durch seine feste Außenseite dazu geeignet ist, als fertiger Außenmauerstein Verwendung zu finden. Eine weitere Putzschicht ist nicht mehr erforderlich. Bei Verwendung des Materials CERESIT-Pulver SP erhalten wir einen Block, der über eine absolut wasserdichte Oberfläche verfügt.

Beispiel 6; Unterbeispiel 1:

Hierfür werden die gleichen Materialien verwendet wie im Beispiel 6 beschrieben.

Die Form wird folgendermaßen verändert:

Ein Vorderteil der Form, welches nach der Fertigstellung des Blockes die Ansicht des Blockes zeigt, wird durch ein Formteil ersetzt, welches innen eine Oberflächenstruktur besitzt. Die Oberflächenstruktur kann unterschiedlich sein und ist den jeweiligen Erfordernissen bzw. erwünschtem Effekt angepaßt. Dem Design sind in diesem Fall nur wenig Grenzen gesetzt.

Beispiel 6; Unterbeispiel 2:

Es werden die gleichen Materialien und Formen, wie unter Beispiel 6 und 6.1. beschrieben, verwendet.

Für die Außenteile kommen folgende Mischungen zur Anwendung:
A.) 1,75 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,75 l Dyckerhoff-Weißzement
0,05 l CERESIT-Pulver SP
0,05 kg Farbpigment z. B. Eisenoxidrot
0,50 l Wasser

oder
B.) 1,75 l Glasmehl 0-2 mm ⌀
0,75 l Portlandzement
0,05 l CERESIT-Pulver SP
0,05 kg Farbpigment z. B. Eisenoxidschwarz
0,50 l Wasser

Durch die Verwendung von Farbpigmenten sowie Mischungen derselben kann die glatte oder strukturierte Oberfläche der Außenseite dem farblichen Geschmack und dem Verwendungszweck angepaßt werden.

Für helle Farbtöne kommen vorzugsweise Weißzemente als Bindemittel zur Anwendung, während für dunkle Farbtöne Portlandzement oder Aluminiumoxidzement bevorzugt werden.

Beispiel 7:

Für die Außenteile des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
3,00 l Bimssteingranulat 6-8 mm ⌀
1,00 l Portlandzement
1,00 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,04 l CERESIT-BE
0,05 l Wasser

Der Zusatz von CERESIT-BE verkürzt die Erstarrungszeit auf ca. 2-6 Min. bei Raumtemperatur. Dieses kann für eine rationelle Fertigung von Vorteil sein.

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
4,00 l PERLIT 3/6 mm ⌀
1,00 l Portlandzement
1,00 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,02 l CERESIT-BE
0,60 l Wasser

Der so hergestellte Block besitzt eine sehr hohe Schalldämmung bei niedrigem spezifischen Gewicht.

Beispiel 8:

Für die Außenseite des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
1,25 l Opalglasgranulat 5-9 mm ⌀
0,75 l Portlandzement
0,50 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,35 l Wasser

Die Mischung wird wie üblich bereitet und in den als Außenseite vorgesehenen Teil der Form eingebracht.
2,00 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,50 l Portlandzement
1,00 ml Mischoel CEROC-LP
0,65 l Wasser

Die Mischung wird wie üblich bereitet und in den als Innenteil vorgesehenen Teil der Form gefüllt.

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
3,00 l PERLIT 0-6 mm ⌀
1,00 l Portlandzement
1,00 l Quarzsand 0-3 mm ⌀
1,50 ml CERESIT-Haftfest
0,65 l Wasser

Der so entstandene Block wird nach dem Entformen einer thermischen Nachbehandlung unterzogen. Die Außenseite des Blockes mit dem Rohstoff Opalglasgranulat wird durch eine direkte, etwa 1-2 Min. andauernde Beflammung auf ca. 1400-1500° erhitzt. Die Oberfläche beginnt zu schmelzen und verläuft.

Nach dem Erkalten zeigt die Oberfläche eine marmorähnliche Ansicht, die aus geschmolzenem Glas besteht.

Beispiel 9:

Für die Außenteile des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
4,00 l Quarzsand 0-5 mm ⌀
1,00 l Portlandzement
0,05 l CERESIT-BE
1,25 l Wasser

Die Form wird wie üblich gefüllt, verdichtet und nach dem Erstarren dem 2. Fertigungsgang zugeführt.

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
3,00 l Blähton 5-13 mm ⌀
1,00 l Portlandzement
1,00 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
1,50 ml CERESIT-Haftfest
0,65 l Wasser

Der so hergestellte Block ist durch seine Druckfestigkeit besonders für stark belastete, tragende Außen- und Innenwände geeignet.

Nach der Fertigstellung des Blockes wie beschrieben, werden eine oder beide Sichtseiten mit einem Überzug aus einem für diese Zwecke geeigneten Plastisol versehen. Die Applikation erfolgt im Tauch- oder Streichverfahren. Der Überzug kann einer thermischen Nachbehandlung unterzogen werden. Die Sichtseiten des Blockes verfügen dann über einen elastischen, witterungsbeständigen Überzug. Die Farbe des Überzuges kann durch Verwendung von Farbpigmenten dem jeweiligen Zweck angepaßt werden.

Beispiel 10:

Für die Außenseite des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
2,75 l Quarzsand 0-3 mm ⌀
0,75 l Portlandzement
0,06 l Aluminiumpulver
1,30 l Wasser

Nach dem Mischen und Einbringen der Masse in die Form wird diese in Vibration versetzt. Die Masse beginnt alsbald zu schäumen und füllt die Form. Nach dem Erstarren der Füllung wird der Überschuß abgestreift.

Für die Isolierschicht wird folgende Mischung verwendet:
3,00 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,00 l Portlandzement
1,00 l Glasmehl 0-2 mm ⌀
0,04 l CERESIT-BE
0,60 l Wasser

Der so hergestellte Block hat ein geringes spezifisches Gewicht und eignet sich sehr gut für Innenwände oder aber für Außenwände, an die anschließend ein zusätzlicher Hartstein vorgemauert wird.

Beispiel 11:

Für die Außenteile des Blockes wird folgende Mischung verwendet:
3,0 l PERLIT 3-6 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,5 ml CERESIT-Haftfest

Für die Innenteile des Blocks wird folgende Zusammensetzung verwendet:
3,0 l Blähton 5-13 mm ⌀
1,0 l Portlandzement
1,0 l Quarzsand 0-2 mm ⌀
0,6 l Wasser
1,0 ml CEROC-LP Mischoel

Es folgt eine Beschreibung der für die oben angegebenen Beispiele verwendeten Materialien:

I Eines natürlichen oder synthetischen Materials massiver oder poröser Struktur mit bevorzugter Korngröße von 0-12 mm
und, oder Mischung der Materialien, die in einem Verhältnis zu erfolgen hat, welches geeignet ist, für den jeweiligen Verwendungszweck optimale Ergebnisse zu erzielen.

II Eines Bindematerials, welches dazu geeignet ist, mit den vorgenannten Rohstoffen eine mechanische, chemische oder hydraulische Bindung einzugehen.

Diese Bindematerialien können bestehen aus natürlichen oder synthetischen Rohstoffen, die einzeln oder in Kombination miteinander dazu geeignet sind, eine feste, für diesen Verwendungszweck geeignete Verklebung herbeizuführen.

III Des weiteren wird die Verwendung von Zusatz- und Hilfsstoffen, die dazu geeignet sind, die Eigenschaften oder Verarbeitbarkeit der vorgenannten Materialien zu verbessern bzw. günstig zu beeinflussen, nicht ausgeschlossen.

In der folgenden Aufstellung sind die vorzugsweise verwendeten Materialien angegeben. Sie erhebt jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Quarzsand, Glasmehl, Glasgranulat, Schaumglasgranulat, Bimssteingranulat, Schaumbetongranulat, Blähton, Blähglimmer, Portlandzement, Hochofenzement, Tonerdeschmelzzement, Gipse, Weißzement, Metalloxidfarbpigmente, Epoxiharze sowie deren Härter, Reagenzien zur Herstellung von Gasbeton wie in der Literatur erwähnt; Stabilisatoren und Additive, Betonhilfsmittel im weiteren Sinne sowie Formentrennmittel.

In der nachstehend aufgeführten Tabelle sind einige physikalische Messdaten der nach den Beispielen 1-11 hergestellten Blöcken mit einer Wandstärke von 175 mm angegeben.

Claims

Aus dieser Erfindung werden folgende Ansprüche abgeleitet:
1. Ein Bauelement mit:
a. einem durchgehenden Teil Bindematerial der folgendes enthält:
1. Eine Matrix mit einer erstrangigen, vorzugsweise höheren Dichte und
2. Wenigstens eine in der Matrix untergebrachte Zone mit einer zweitrangigen Dichte, die vorzugsweise niedriger als die erstrangige Dichte ist, wobei der genannte durchgehende Teil Bindematerial (1 a) sich sowohl durch die gesamte Matrix als auch durch die Zone mit anderer Dichte erstreckt; und wobei
3. Die Matrix eine erste Wandsektion und eine im allgemein parallellaufende, gegenüberliegende, zweite Wandsektion enthält. Die genannte erste Wandsektion hat mindestens eine erste Quersektion, die sich wenigstens bis zur halben Entfernung zwischen der ersten und der zweiten Wandsektion erstreckt, die aber kurz vor der genannten, gegenüberliegenden zweiten Wandsektion an einer Zone mit vorzugsweise niedriger Dichte endet. Diese Zone liegt zwischen dem Ende der Quersektion und der zweiten Wandsektion, welche mindestens eine zweite Quersektion hat, die von der ersten Quersektion in der Länge entfernt ist, und die mindestens bis zur halben Entfernung zwischen der ersten und der zweiten Wandsektion läuft, die aber von der genannten, gegenüberliegenden ersten Wandsektion an einer Zone mit niedriger Dichte endet, die zwischen dem Ende der Quersektion und der ersten Wandsektion liegt.
2. Das Bauelement des Anspruchs 1, nach dem das Element vorwiegend eine rechtwinkelige Blockkonfiguration hat.
3. Das Bauelement des Anspruchs 2, nach dem wenigstens eine Außenwandsektion des Elements einen abtrennbaren Teil enthält, der sich entfernen läßt, um einen Raum zur Verschränkung von angrenzenden Elementen freizugeben.
4. Das Element des Anspruchs 3, nach dem:
a. Ein abtrennbarer Teil in jeder der beiden gegenüberliegenden Außenwandsektion vorhanden ist und
b. Jeder abtrennbare Teil eine vorwiegend rechtwinkelige Konfiguration besitzt und mindestens einen großen Teil des Raums einnimmt, der zwischen den beiden gegenüberliegenden Flächen der Außenwandsektion liegt.
5. Das Element des Anspruchs 1, nach dem:
a. Die erste Wandsektion eine Außenwand des Elements darstellt, die zwei, nach innen gerichtete erste Quersektionen enthält und
b. Die zweite Wandsektion eine Innenwand des Elements darstellt, die eine zweite Quersektion enthält, die sich von der Wand nach innen erstreckt und kurz vor der ersten Wandsektion endet.
6. Das Element des Anspruchs 5, nach dem:
a. Die zweite Quersektion zwischen den ersten Quersektionen liegt und
b. Jede der ersten Quersektionen in ein Ende mit einem einzigen Flansch ausläuft, wobei die beiden Flansche in entgegengesetzte Richtungen laufen und aufeinander gerichtet sind und
c. Die zweite Quersektion in ein Ende ausläuft, welches zwei Flansche besitzt, die in entgegengesetzte Richtungen laufen und nicht aufeinander gerichtet sind.
7. Das Element des Anspruchs 6, nach dem sich Teile Bindematerial mit einer drittrangigen Dichte, die zwischen der erstrangigen und der zweitrangigen Dichten liegt, zwischen den Flanschen der ersten Quersektionen und den entsprechenden, aneinander angrenzenden Flanschen der zweiten Quersektion untergebracht sind.
8. Das Element des Anspruchs 1, nach dem:
a. Mindestens 2 Zonen mit niedrigerer Dichte in der Matrix verteilt sind, und
b. Die Zonen mit niedrigerer Dichte vollkommen von der Matrix eingeschlossen sind, wobei 3 durchgehende, voneinander getrennte Schichten entstehen, die sich vorwiegend an der Längsachse des Elements entlang erstrecken.
9. Das Element des Anspruchs 1, nach dem die Querschnittskonfigurationen der Zone mit niedrigeren Dichte vorwiegend gebogen oder gewellt ist.
10. Das Element des Anspruchs 1, nach dem:
a. Die erstrangige Dichte zwischen ca. 1,0 bis 3,2 g/ml liegt und
b. Die zweitrangige Dichte zwischen ca. 0,17 bis 0,80 g/ml liegt.
11. Das Element nach Anspruch 1, bei dem die Gesamtdurchschnittsdichte zwischen ca. 0,35 bis 3,2 g/ml liegt.
12. Das Element nach Anspruch 1, bei dem
a. Die Matrix einen durchgehenden Teil Bindematerial und einen ersten, unterbrochenen Teil besitzt, der aus Bestandteilen organischer und/oder anorganischer Fasern, Schäume und ähnlicher Strukturen besteht.
b. Die Zone mit niedrigerer Dichte einen durchgehenden Teil Bindematerial und einen zweiten, unterbrochenen Teil mit einer Füllung besitzt, deren Dichte niedriger als die Dichte des Bindematerials ist.
13. Das Element des Anspruchs 12, in den die Füllung aus Grundmaterialien mit schaumartiger Struktur offen- oder geschlossenporiger Art, natürlichen und/oder künstlichen Ursprungs sowie Mischungen derselben wie z. B. Blähton, Blähglimmer, Bimssteingranulat, Gasbeton, Gasbetongranulat, Schaumglasgranulat, Schäume und deren Granulate auf Basis von Polyurethanen, Polystyrolen, Polyolefinen und Polyepoxiden sowie ihrer chemischen Derivaten besteht.
14. Das Element des Anspruchs 13, nach dem:
a. Die Matrix eine Dichte zwischen ca. 1,45 bis 2,40 g/ml besitzt, und der erste unterbrochene Teil aus Beton mittlerer Dichte besteht.
b. Die niedrigere Dichte der Zonen zwischen 0,35 und 0,60 g/ml liegt, und der zweite, unterbrochene Teil aus Materialien wie im Anspruch 13 beschrieben besteht.
15. Das Element des Anspruchs 5, nach dem:
a. Die zweite Quersektion zwischen den ersten Quersektionen liegt und
b. Sowohl die ersten Quersektionen als auch die zweite Quersektion in eine vorwiegend zylindrische Form auslaufen.
16. Das Element des Anspruchs 2, nach dem die Matrix wenigstens einen durchgehenden Querkanal besitzt.
17. Das Element des Anspruchs 16, nach dem die Matrix einen Teil zur Unterteilung des Querkanals in einen ersten und einen zweiten Zweigquerkanal enthält.
18. Das Element des Anspruchs 17, nach dem jeder Zweigquerkanal mit einem Material niedrigerer Dichte gefüllt ist.
19. Das Element des Anspruchs 17, welches zusätzlich einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal enthält, in den Mittel (Träger) zur Befestigung mehrerer Bauelemente untergebracht werden können.
20. Das Element des Anspruchs 2, in dem:
a. Eine Außenwand des Bauelements u. a. eine rippenartige, oder andere - jedoch strukturierte, nicht plane - Oberfläche haben kann.
b. In dem eine Außenwand des Bauelements durch geeignete Zusätze farbig gestaltet sein kann.
c. In dem eine Außenwand des Bauelements durch geeignete filmbildende Überzugsmaterialien dauerhaft emailliert sein kann.
d. In dem eine Außenwand durch kurzfristige Einwirkung großer Hitze zum Sintern gebracht wird und dadurch eine glasartige Oberflächenbeschaffenheit entsteht.
21. Das Element des Anspruchs 1, nach dem die Matrix eine verbundene Matrix beeinhaltet.
22. Das Element des Anspruchs 5, nach dem:
a. Die zweite Quersektion zwischen den ersten Quersektionen liegt und
b. Jede der ersten Quersektionen sowie die zweite Quersektion ein vergrößertes Ende haben.
23. Das Element des Anspruchs 1, nach dem die durchgehende Phase Bindematerial, welche sich durch die gesamte Matrix sowie durch die Zone niedrigerer Dichte erstreckt, dadurch zustande kommt, daß die Matrix und die Zone niedrigerer Dichte gleichzeitig oder mit geringem zeitlichem Unterschied verhärtet werden.
24. Eine Mauerkonstruktion aus mehreren Bauelementen, die längs aneinander angrenzen, wobei jedes Bauelement folgendes enthält:
a. Eine durchgehende Phase Bindematerial mit:
1. Einer Matrix mit einer erstrangigen Dichte und
2. Wenigstens einer in der Matrix untergebrachten Zone mit einer zweitrangigen Dichte, die vorzugsweise niedriger als die erste Dichte ist. Die durchgehende Phase Bindematerial erstreckt sich sowohl durch die gesamte Matrix als auch durch die genannte(n) Zone(n) mit vorzugsweise niedrigerer Dichte.
b. Die Matrix enthält eine erste Wandsektion und eine im allgemeinen parallellaufende, gegenüberliegende, zweite Wandsektion, wobei die genannte erste Wandsektion mindestens eine erste Quersektion besitzt, die sich, von jener ausgehend, mindestens bis zur halben Entfernung zwischen der ersten und der zweiten Wandsektion erstreckt, die aber kurz vor der genannten, gegenüberliegenden, zweiten Wandsektion an einer Zone niedrigerer Dichte aufhört, welche zwischen dem Ende der Quersektion und der zweiten Wandsektion liegt. Die zweite Wandsektion hat mindestens eine zweite Quersektion, die sich in einem länglichen Abstand von der ersten Wandsektion befindet und, von der zweiten Wandsektion ausgehend, mindestens bis zur halben Entfernung zwischen der ersten und der zweiten Wandsektion läuft, die aber kurz vor der gegenüberliegenden, zweiten Wandsektion an einer Zone niedrigerer Dichte aufhört, die zwischen dem Ende der Quersektion und der ersten Wandsektion liegt.
25. Die Mauerkonstruktion des Anspruchs 24, nach dem:
a. Die angrenzenden Außenwände nebeneinanderliegender Bauelemente jeweils einen Raum (eine Lücke) enthalten, die zusammen eine Nische bilden und
b. In jeder Nische ein Teil zur Einschachtelung der Bauelemente sich befindet, welches die angrenzenden Elemente so verbindet.
26. Die Mauerkonstruktion des Anspruchs 25, nach dem die Teile zur Einschachtelung der Bauelemente aus einem Material niedrigerer Dichte bestehen und die jeweiligen Zonen niedrigerer Dichte der aneinander angrenzenden Bauelemente direkt verschränkt.