DE4104919A1 - Hydrothermal ausgehaerteter baustein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrothermal ausgehärteten Baustein mit

• - einer silikatischen Komponente,
• - einer Kalk-Komponente sowie
• - gegebenenfalls Zusätzen von Blähton-, Blähglas-Granulat o. dgl.

Derartige Bausteine sind beispielsweise aus der DE-OS 38 16 686 bekannt. Sie werden in den unterschiedlichsten Formen hergestellt, beispielsweise als Vollsteine, aber auch als Lochsteine, Gitterstein, Hohlblocksteine o. dgl.. Aus den gleichen Massen werden auch größere Blöcke in Form von ganzen Bauelementen hergestellt, welche u. U. speziell für ein bestimmtes Bauwerk angefertigt werden.

Als silikatische Komponente kommt in der Regel Quarzmehl in Betracht. Es ist aber auch bekannt, das Quarzmehl ganz oder teilweise durch andere silikati­ sche Komponenten, insbesondere Flugasche zu ersetzen.

Die Kalk-Komponente besteht entweder aus Branntkalk oder Kalkhydrat. Aus dem Gemisch dieser Stoffe wird zunächst mit Wasser eine formbare Masse angerührt, welche nach Fertigstellung gegebenenfalls einer "Reaktionszeit" überlassen wird. Eine derartige Reaktionszeit ist unverläßlich, wenn als Kalk- Komponente Branntkalk eingesetzt wurde, da es notwendig ist, daß dieser Branntkalk vor der hydrothermalen Aushärtebehandlung völlig gelöscht, also in Kalkhydrat umgewandelt worden ist. Nach Beendigung der Reifezeit wird die Masse zu Steinrohlingen geformt und diese dann in einen Härtekessel eingefahren. In diesem Härtekessel werden die Steinrohlinge mit Wasserdampf von 8 bis 16 bar, das entspricht einer Temperatur von 160 bis 220°C, behandelt. Die Behandlungsdauer beträgt 4 bis 8 Stunden, je nach dem Druck der Temperatur des Wasserdampfes. Während dieser Aushärtebehandlung tritt eine Reaktion zwischen der Kalk-Komponente und der Oberfläche der silikatischen Komponente ein, wobei Härtung unter Bildung von Kalziumsilikaten stattfindet.

Sollen die hergestellten Bausteine als Isolierbausteine Verwendung finden,bei denen es nicht so sehr auf die Tragfähigkeit als vielmehr vorzugsweise auf das Wärme-Isolationsvermögen ankommt, so kann den Massen vor der Formung Blähtongranulat oder Blähglasgranulat zugemischt werden. Kommt es mehr auf hohe Druckfestigkeit an, so wird der Granulatanteil reduziert oder gegebenenfalls auch ganz fortgelassen oder es werden druckfestere Granulatsorten eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten hydrothermal ausgehärteten Bausteine derart weiterzuentwickeln, daß ihr Wärme-Isola­ tionsvermögen weiter gesteigert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorge­ schlagen, daß die silikatische Komponente eine amorphe (nicht-kristalline) Teilchenstruktur aufweist. Als amorphe Silikat-Komponente kommt insbeson­ dere Glasmehl, Bimsmehl oder deren Mischungen in Betracht. Es wurde be­ obachtet, daß das Wärmeleitvermögen dieser Stoffe deutlich geringer ist als das Wärmeleitvermögen entsprechender kristalliner Stoffe, eine Eigenschaft, die sich auch auf hydrothermal ausgehärtete Steine übertragen läßt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Leichtsteine folgende Zusammensetzung aufweisen:
15 bis 25 Gew.-% Glasmehl
10 bis 20 Gew.-% Kalk
 0 bis 75 Gew.-% Blähton-Granulat (siehe 3)

Eine andere bevorzugte Zusammensetzung ist folgende:
15 bis 40 Gew.-% Bimsmehl
10 bis 30 Gew.-% Kalk
 0 bis 75 Gew.-% Blähglas-Granulat (siehe 6)

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, Zusammensetzungen herzu­ stellen, welche als silikatische Komponente Glasmehl und zusätzlich Blähglas­ Granulat aufweisen. Desgleichen wurden Zusammensetzungen erprobt, die neben Bimsmehl Blähton-Granulat enthielten. Auch ist es möglich, die je­ weiligen Granulatanteile stark zu verringern oder ganz fortzulassen, wobei ebenfalls nach Formung und hydrothermalem Aushärten Steine mit verbessertem Wärme-Isolationsvermögen erhalten wurden. Auch kann das aus Kalk und Bims- oder Glasmehl gebildete Gemisch unter voller oder teilweiser Weglassung der Granulatanteile mit Luftporen versetzt bzw. porosiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Zum Nachweis des verbesserten Wärme-Isolationsvermögens wur­ den zunächst Leichtsteine der herkömmlichen Art unter Verwendung von kristallinen Mineralien hergestellt. In zwei weiteren Ausführungsbeispielen wurde dann das kristalline Mineral durch amorphe Minerale ersetzt, wobei die übrigen Bedingungen konstant gehalten wurden. An allen so erzeugten Ver­ bundsteinen wurden die Wärmeleitzahlen gemessen und die Isolierfähigkeit qualitativ beurteilt.

Beispiel 1 Leichtsteine herkömmlicher Art

In einen Zwangsmischer wurde folgende Versuchsmasse angesetzt:
150 kg Quarzmehl
100 kg Kalkhydrat
330 kg Blähton (Korngröße bis etwa 8 mm).

Die Masse wurde unter Zusatz von Wasser so lange durchmischt bis ein plastisch gut formbarer Brei entstand.

Danach wurden mit Hilfe einer hydraulischen Presse Versuchssteine folgender Abmessungen hergestellt:
Länge 200 mm
Breite 200 mm
Höhe 50 mm.
Die Steinrohlinge wurden nach der Formung in einem Härtekessel für eine Zeit von 8 Stunden mit Sattdampf von 16 bar (t=220°C) behandelt. Nach Beendi­ gung der Behandlung wurde der Druck und die Temperatur langsam abgesenkt.

Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur betrug die Druckfestigkeit 5,1 Newton/mm. Die Rohdichte der Steine betrug ca. 590 kg/m³ und die Wärme­ leitfähigkeit betrug 0,212 W/mK (WatuMeter x Kelvin).

Beispiel 2 Masse mit amorphem Mineral

Der Versuch aus Beispiel 1 wurde praktisch unverändert wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle des Quarzmehls nur ein amorphes Mineral, nämlich Bimsmehl, etwa gleicher Korngröße eingesetzt wurde.

Die Zusammensetzung der Masse betrug
150 kg Bimsmehl
100 kg Kalkhydrat
330 kg Blähton-Granulat (Korngröße bis 8 mm).

Die Behandlung war die gleiche wie in Beispiel 1 beschrieben. Die fertigen Probekörper hatten etwa die gleiche Festigkeit von 5,2 Newton/mm sowie etwa die gleiche Rohdichte von ca. 595 kg/m³. Die Wärmeleitzahl betrug 0,195 W/mK. Infolge der gegenüber Beispiel 1 verringerten Wärmeleitzahl könnte die Wärmeisolierfähigkeit besser beurteilt werden.

Beispiel 3 Masse mit Glasmehl als amorphes Mineral

Die Masse hatte folgende Zusammensetzung:
150 kg Glasmehl
100 kg Kalkhydrat
330 kg Blähton-Granulat (Korngröße bis ca. 8 mm).

Die übrigen Versuchsbedingungen sowie die Abmessungen der Probekörper entsprachen denjenigen des Beispiels 1.

Auch hier betrug die Druckfestigkeit ca. 5,4 Newton/mm; die Rohdichte 605 kg/m³ und die Wärmeleitzahl 0,167 W/mK. Die Wärme-Isolierfähigkeit er­ wies sich als wiederum verbessert gegenüber den Beispielen 1 und 2.

Claims (7)

1. Hydrothermal ausgehärteter Baustein mit

   • - einer silikatischen Komponente,
   • - einer Kalk-Komponente sowie
   • - gegebenenfalls Zusätzen von Blähton-, Blähglas-Granulat o. dgl.,
2. dadurch gekennzeichnet, daß die silikatische Komponente eine amorphe (nicht-kristalline) Teilchen­ struktur aufweist.
3. 2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die silikatische Komponente aus Glasmehl, Bimsmehl oder deren Mi­ schungen besteht.
4. 3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
   15 bis 25 Gew% Glasmehl
   10 bis 20 Gew% Kalk
   0 bis 75 Gew% Blähton- oder Blähschiefer-Granulat.
5. 4. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
   15 bis 25 Gew% Bimsmehl
   10 bis 20 Gew% Kalk
    0 bis 75 Gew% Blähton- oder
   Blähtonschiefer-Granulat
6. 5. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
   15 bis 40 Gew% Glasmehl
   10 bis 30 Gew% Kalk
    0 bis 75 Gew% Blähglas-Granulat.
7. 6. Baustein nach Anspruch 1, oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
   15 bis 40 Gew% Bimsmehl
   10 bis 30 Gew% Kalk
    0 bis 75 Gew% Blähglas-Granulat.