DE8303253U1

DE8303253U1 - Leichtbauplatte od. dgl. Formkörper aus Leichtbaustoff

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Publication number: DE8303253U1
Application number: DE19838303253
Authority: DE
Original assignee: OTAVI MINEN AG 6000 FRANKFURT DE
Current assignee: OTAVI MINEN AG 6000 FRANKFURT DE
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1985-08-01

Description

OTAVI MINEN AG, HynepergetraQe 24 , 6000 Frankfurt 18

\ Leichtbauplatte oder dgl. Formkörper aus Leichtbaustoff

Es ist bereits ein Leichtbaustoff vorgeschlagen worden, der geblähten Perlit als Zuschlagstoff und ein Bindemittelgerüst aus einem Alkalisilikat oder einem Guanidinsilikat aufweist, wobei in der Struktur des Leichtbaustoffs Schaum- und/oder Blähporen im Bindemittelgerüst enthalten sind. Der Porengehalt, der aus dem Porengefüge des Bindemittelgerüsts resultiert, beträgt bevorzugt 95 bis 99 Vol.-Ä. Derartige Leichtbaustof e können Raumgewichte von 70 bis 1Θ0 kg/m und Festigkeiten von 0,09 bis 0,27 N/mm aufweisen. Das Verfahren zur Herstellung dieser Produkte zeichnet sich dadurch aus, daß Mörtelmischungen aus Perlit, Wasserglas, Wasser, Härter und Luftporenbildner zusammengemischt werden, wobei die Luftporenbildner Luftporen erzeugen. AnschlieOend läßt man die Mörtelmischung geformt oder ungeformt erhärten. In den Mörtelmischungen kann Perlit teilweise durch Vermiculit und/oder Blähton und/oder Schaumglas oder dgl. ersetzt werden. Zudem können die Mörtelmischungen Bentonit und/oder Kaolin und/oder Reisschalenäsche enthalten. Zur Aktivierung des Porenbildners werden die Mörtelmischungen leicht gerührt. Vorteilhaft ist, wenn die Komponenten Wasserglas und Tensid getrennt zur Mischung gegeben werden, wobei

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Vormischungen mit einem Reaktionspartner hergestellt und der andere Reaktionspartner zugesetzt wird, wenn das Schäumen und/oder Blähen beginnen soll. Insbesondere werden zwei oder mehr Vormischungen hergestallt, wobei die eine Vormischung den einen und die andere Vormischung den anderen Reaktionspartner enthält.

Diesem Vorschlag liegt die Aufgabe zugrunde, bei ausreichender Festigkeit einen sehr leichten Leichtbaustoff zu schaffen, was dadurch gelingt, daß bei der Herstellung der zu härtenden Mörtelmischung stabile Luftporen erzeugt werden, deren Struktur nach der Erhärtung im wesentlichen erhalten bleibt. Der vorgeschlagene, relativ hohe Festigkeiten aufweisende, rein mineralische Baustoff, dessen geringes Raumgewicht sowohl aus der Porosität des Perlits als auch aus der durch den Luftporenbildner erzeugten Struktur resultiert, ist schwer entflammbar und eignet sich insbesondere für die Wärme- und Schallisolation.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leichtbauplatte aus einem weiteren derartigen Leichtbaustoff mit etwa dem gleichen Raumgewicht zur Verfugung zu stellen, der höhere Anfangsund Endfestigkeiten liefert oder der temperaturbeständiger insbesondere hochtemperaturbeständig sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst« Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bekannt 1st, Formkörper aus geblähten Minerallen unter Verwendung von Calclumalumlnat und Aluminiumphosphat herzustellen (DE-OS 31 15 758). Ferner 1st bekannt, Perlit und Vermiculit ml* Monoaluminlumphosphat zu binden S (OE-OS 28 47 807). Zur Gewährleistung einer ausreichenden Festigkeit sind nach diesem Stand der Technik besondere Maßnahmen vorzusehen. Es mUssen entweder den gebiahten Minerallen Hydrophobierungsmittel oder der Mischung Mineralfasern zugesetzt werden.

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DarUberhinaus 1st die Verwendung von Sorelzement als Bindemittel bekannt. Beispielsweise wird in der DE-OS 30 31 ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiamörtel- oder -estrlchmassen beschrieben. Die bekannten Massen sollen

i-5 verschiedene Füllstoff typen enthalten, um eine gute Verarbeitbarkelt zu gewährleisten. In Kombination sollen saugfähige,härtende und faserförmige Füllstoffe zugesetzt werden. Die Verwendung eines Luftporenbildners wird nicht angesprochen.

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Die Erfindung geht einen anderen Weg und bringt Luftporen in die Mischung ein. Normalerweise vermindern Luftporen die Festigkeit eines z.B. Festmörtels. Insofern ist der erfindungsgemäße Weg nicht vorgezeichnet. Vielmehr ist überraschend, daß trotz des Einbringens der Luftporen ausreichende Festigkeiten erzielt werden können. Zudem ist nicht naheliegend, in eine Mischung, die Perlit und einen Phosphatbinder enthält, einen Luftporenbildner einzubringen. Tatsächlich gelingt es auch nicht ohne weiteres, in einer derartigen Mischung Luftporen zu entwickeln. Die gängigen Luftporenbildner, die z.B. fur Frischmörtel auf Zement- und/oder Kalkbasis verwendet werden, deren wässriges Milieu stark basisch ist, entwickeln keine ausreichenden Mengen an Luftporen bzw. keinen stabilen Schaum in einem sauren Medium. Die erfindungsgemäß verwendeten Bindemittel erzeugen aber ein saures Milieu; dennoch gelingt die Luftporenbildung insbesondere, mit einem Ammoniumsalz des Alkylpolyglykoläthersulfats. pieses Produkt, das unterder Bezeichnung Zeliquid LP-2 bzw. Hoe3 1703 von der Firma Hoechst AG an die Baustoffindustrie geliefert wird, gilt als stark schäumendes Baustoffzusatzmittel, das insbesondere zur Her-

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Stellung poröser Gipsmassen verwendet werden soll. Gipsmassen weisen ein neutrales bis schwach basisches Milieu auf, so daß die Verwendung dieses bekannten Baustoffzusatzmittels fUr die Zwecke der Erfindung von Haus aus nicht geeignet erscheint. Offenbar bewirkt die hohe spezifische Oberfläche des Perlits mit dem Zusatzstoff Reaktionen, die die Luftporenbildung trotz des sauren Milieus unterstutzen. Denkbar ist aber auch, daß Perlit eine Art Pufferwirkung erzeugt, so daß der pH-Wert des Milieus nicht auf die BiI-dung derLuftporen durchschlägt. Eine begründete Erklärung fUr die sehr gute Luftporenbildung in den erfindungsgemäßen Massen konnte bisher noch nicht gefunden werden.

Die Erfindung sieht zum einen vor. Sorelzement als Blndemittel zu verwenden. Demgemäß werden erfindungsgemäße Leichtbaustoffe aus Mischungen folgender Zusammensetzungen hergestellt:

30 bis 70 Gew.9i Perlit
20 bis 35 Gew.96 MgO

20 bis 35 Gew.% MgCl₂ χ 5 HgO

0,01 bis 1,0 Gew.# Luftporenbildner

Die Körnung des Perlits liegt vorzugsweise im Bereich von ο bis 1 mm. Als Luftporenbildner wird vornehmlich ein Ammoniumsalz des Alkylpolyglykoiähthersulfats verwendet. Dieses Produkt wird von der Firma Hoechst AG unter der Bezeichnung HoeS 1703 oder Zelequid LP-2 angeboten. Es handelt sich um eine gelbe klare Flüssigkeit, die anionenaktiv und mit anionenaktiven und nichtionogenen Tensiden verträglich ist. Ihr Aktivgehalt beträgt 56 + 1,5 %. Das Zusatzmittel 1st sehr

gut beständig gegen die Härtsbildner des Wassers und in Wasser sehr gut löslich. Die Lagerfähigkeit ist bis etwa -2O⁰C gegeben. Die Viskosität der Flüssigkeit bei 2O⁰C (nach Hoeppler) beträgt etwa 30mPas. Die Dichte der Flüssigkeit liegt bei etwa 1,03 g/cm .

Bevorzugt wird den Mischungen Wasser zugesetzt. Die Mischungen werden zweckmäßig in eine Form eingebracht und gepreßt. Gun'stig ist auch eine Beaufschlagung der Mischungen mit Wasserdampf.

Zweckmäßig itt es auch, bei einem Formkörper, dessen Bindemittelgerüst aus einem Aluminiumphosphat besteht, einen Blähperlit im Kornbereich von 0 bis 6 mm und im

Schüttgewichtsbereich von 20 bis 120 g/l, vorzugsweise

von 20 bis 6ü g/l, zu verwenden und/oder eine Vormischung aus Perlit und Aluminiumhydroxyd sowie eine weitere Vormischung aus den anderen Bestandteilen der Mischung herzustellen und die Vormischungen zusammenzumischen. Vorteilhaft wird die Mischung vor dem Aushärten gepreßt. Der Formkörper wird bevorzugt bei Temperaturen von 350 bis 600⁰C₁ insbesondere von 380 bis 42O⁰C, ausgehärtet .

Die folgenden Beispiele geben Rezepturen an, die den

Einfluß der Bindemittelmer.ge und anderer Parameter verdeutlichen.

Beispiel 1
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Es wurde eine Mischung aus folgenden Bestandteilen

hergestellt:

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(2 1= zwei Liter)

Z 1 Perlit (Körnung 0 bis 1 mm; Schüttgewicht 40g/l) 30 g MgO

30 g MgCl₂ χ 5 Η_£0
5 0,5 g Zeliquid LP 2
180 g Wasser

Dabei wurde zunächst eine Vormischung aus Perlit und K MgO erstellt und diese der Mischung bestehend aus

j| 10 MgCl, χ 5 H₂O dem Luftporenbildner und Wasser zuge-M mischt. Das Wasser diente zur Verteilung des Binde-

% mittels und zur Homogenisierung der Mischung. Die

Gesamtmiechung wurde in eine Form gefüllt und bei etwa ; 12 N/mm² gepreßt. Nach einer 24-stündigen Erhärtung

';■; 15 ergaben sich ein Raumgewicht von lAOg/1 und eine Kalt-■■■-2

druck festigkeit von 0,06 N/mm .

Die Herstellung der Vormischung ist zweckmäßig, weil ι dadurch die Homogenisierung der Mischung besser ge-

( 20 währleistet werden kann. Im Zusammenhang damit wird

das Raumgewicht und die Kaltdruckfestigkeit günstig

beeinflußt.

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Beispiel 2 Entsprechend Beispiel I wurde eine Mischung folgender Zusammensetzung angesetzt.

2 1 Perlit (Körnung 0 bis 1 mm; Schuttgewicht 40g/l) 60 g MgO

60 g MgCl₂ χ 5 H₂O

0,2 g Luftporenbildner

200 g Wasser

Es wurden wiederum zwei Vormischungen hergestellt, die anschließend zusammengemischt wurden. Die Mischung wurde in eine Form gegossen. Dabei ergaben sich ein Raumgewicht von 140 g/l und eine Druckfestigkeit von 0,1 N/mm . Die gleiche Mischung wurde in eine Form gegeben und anschließend mit 12 N/mm² gepreßt. Dabei ergab sich ein Raumgewicht von 218 g/l und eine Kaltdruckfestigkeit von Uberq35 N/mm .

Dieses Beispiel verdeutlicht, daß das Pressen einen erhebliehen Einfluß auf das Raumgewicht und die Kaltdruckfestißkeit hat. Mit dem Mittel des Pressens können Insofern diese Parameter in weiten Grenzen variiert werden.

Beispiel 3

Entsprechend Beispiel i wurde eine Gesamtmischung aus Vor mischungen hergestellt, wobei die Gesamtmischung die folgende Zusammensetzung aufwies:

2 1 Perlit (Körnung 0 bis 1 mm; Schuttgewicht 4Ög/l) 60 g MgO

60 g MgCl₂ χ 5 H₂O

l g Luftporenbildner

170 g Wasser

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Die Mischung wurde in eine F.orm gegeben. Anschließend erfolgte eine Pressung mit 12 N/mm². Nach 24-stUndiger Aushärtung ergab sich ein Raumgewicht von 167 g/l und eine Kaltdruckfestigkeit von 0,24 N/mm . Nach 28 Tagen betrug die Kaltdruckfestigkeit 0,297 N/mm². Eine Dampfhärtung, die nach der ?4-stUndigen Härtung durchgeführt worden ist, indem der Formkörper mit Wasserdampf beaufschlagt wurde, führte zu einer Erhöhung der Druckfestigkeit auf 0,288 M/mm wobei die Dampfhärtung lediglich eine halbe Stunde durchgeführt worden war.

Eine weitere besondere AusfUhrungsform der Erfindung sieht eine Phosphatbindung der Leichtbaustoffe vor. Verwendet wird ein Gemisch aus einer Phosphorsäure und Alumlniumhydroxid oder ein handelsübliches Aluminiumphosphat. Bevorzugt werden die folgenden Mischungen:

35 bis 70 Gew.* Perlit

10 bis 35 Gew.* Aluminiumhydroxid (Al (OH)₃) 10 bis 35 Gew.56 Phosphorsäure

0,05 bis 1 Gew.* Luftporenbildner

oder

35 bis 70 Gew.* Perlit

20 bis 70 Gew.* Aluminiumphosphat 0,05bis 1 Gew.* Luftporenbildner

Diesen Mischungen wird zur Erleichterung der Homogenierung Wasser zugesetzt. Die Wassermengen richten sich nach den jeweiligen Erfordernissen der Mischaggregate.

Als Luftporenbildner wird vorzugsweise Zeliquid LF-2 verwendet. Zweckmäßig 1st, eine Vormischung aus Perlit und Aluminiumhydroxid oder Perlit und Aluminiumphosphat und eine weitere Vormischung aus den anderen Bestandteilen der Mischung herzustellen und die Vormischungen zusammenzumischen. Anschließend erfolgt die Aushärtung durch Wärmeeinwirkung. Vorzugsweise wird bei Temperaturen von 3SO bis 600⁰C₁ insbesondere bei 380 bis 42O⁰C, ausgehärtet.

Zweckmäßig ist auch in diesem Fall, dLe Raumgewichte und die Festigkeiten des ausgehärteten erfindungsgemäßen Leichtbaustoffs durch eine leichte Pressung zu beeinflussen. Dabei kann in Überraschender Weise durch die Pressung eine Erhöhung der Kaltdruckfestigkeit erzielt werden, obwohl das Raumgewicht durch die Pressung nicht verändert wird.Durch die Pressung sollte die Struktur der Luftporen nicht zerstört werden.

Mit den oben angegebenen Mischungsverhältnissen lassen sich insbesondere Leichtbaustoffe mit Raumgewichten von i00 bis 220 g/l und mit Kaltdrückfestigkeiten von 0,15 bis 0,40 N/mm herstellen.

Als Perlit wird zweckmäßigerweise Blähperlit im Kornbereich von 0 bis 6 mm und im SchUttgewichtsbereich von 20 bis 12Og/l, vorzugsweise von 20 bis 60 g/l verwendet.

Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung bezuglich des phosphatgebundenen erflndungsgemüßtsn Leichtbaustoffs.

Beispiel 4 Es wurde eine Vormischung aus

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§ 2 1 Perlit (Körnung O bis l mm; Schuttgewicht 40 g/l)

I 35 g Al(OH)₃

** sowie eine weitere Vormischung aus

j 50 g H₃PO₄ (85#ige Phosphorsäure)

I 5 0,5 g Zeliquid LP-2

4: 150 g Wasser

|; hergestellt.

% Anschließend wurden die Vormischungen zusammengemischt und

Ji| die Gesamtmischung in Formen gefüllt. Es erfolgte eine Pi'es-

il 10 sung mit 12 N/mm². Danach wurde bei 400°C eine halbe Stunde

;;| lang ausgehärtet. Nach dem Erkalten der Formkörper ergaben

|§ sich Produkte mit einem Raumgewicht von 150 g/l und einer

''■ Kaltdruckiestigkeit von 0,29 N/mm².

15 Beispiel 5

Es wurde eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt

2 1 Perlit (Körnung 0 bis 1 mm; Schuttgewicht 40 g/l)

55 g Aluminiumphosphatbinder (Fabulit der Firma Chemische

Werke Budenheim)

20 0,5 g Zeliquid LP-2
170 g Wasser

U Die Mischung wurde in Formen gefüllt und mit 12 N/mm ge-

P preßt. Danach erfolgte eine Aushärtung bei 400°C. Die er-

f·? 25 kälteten Produkte wiesen ein Raumgewicht von 130 g/l und

2 eine Festigkeit von 0.16 N/mm auf.

Beispiel 6

Aus zwei Vormischungen entsprechend Beispiel A wurde eine 30 Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt:

2 1 Perlit (Körnung O bis 1 mm; SchUttgewicht 40 g/l) 35 g Al(OH)₃ 50 g H₃ PO₄ 0,5 g Zeliquid LP-2 200 g Wasser

Die Mischung war gießfähig und wurde in Formen gegossen. Anschließend erfolgte eine Aushärtung bei 400 C. Das erkaltete Produkt wies ein Raumgewicht von 140 g/l und eine Kaltdruckfestigkeit von 0,03 N/mm auf.

Beispiel 7

Entsprechend Beispiel 4 wurde aus zwei Vormischungen eine Cesamtmischung folgender Zusammensetzung hergestellt: 15

2 1 Perlit (Körnung 0 bis 1 mm; SchUttgewicht 40 g/l) 70 g Al(OH)₃ loo a H₃PO₄ 0,5 g Zeliquid LP-2 120 g Wasser

2 Das Gemisch wurde in Formen gegeben und mit 12 N/mm gepreßt.

Anschließend erfolgte eine Aushärtung bei 400 C. Das erkaltete Produkt hatte ein Raumgewicht von 212g/l und eine KaItdruckfestigkeit von 0,36 N/mm

Beispiel 8 Entsprechend Beispiel 4 wurde aus zwei Vormischungcn eine Ccsamtmischung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

2 1 Perlit (Körnung O bis 1 mm; Schüttgewicht 40g/l) 35 g Al(QH)₃
50 g H₃PQ₄
2 g Zeliquid LP-2
200 g Wasser

Die Mischung wurde in Formen gegossen und bei 4QQ C ausgehärtet. Es ergaben sich Produkte mit einem Raumgewicht von 77 g/l und einer Druckfestigkeit won 0,01 N/mm².

Aus obigen Beispielen ergibt sich, daß das Raumgewicht und die Kaltdruckfestigkeit durch den Bindemittelanteil und die Pressung aber auch durch den Anteil des Luftporenbildners beeinflußt werden kann.

Die erfindungsgemäßen phosphatgebundenen Leichtbaustoffe sind temperaturbeständig zumindest bis etwa SOO⁰C. Insbesondere weisen die erfindungsgemäßen Produkte eine Anwendungsgrenze erst bei etwa 136O⁰C auf. Sie sind demgemäß besonders geeignet in Kombination mit feuerfesten Produkten.

Anhand der Zeichnung wird die Struktur des erfindungsgemäßen Leichtbaustoffs näher erläutert.

Der als Leichtbauplatte 1 angedeutete erfindungsgemäße Formkörper aus Leichtbauetoff weist in seiner Struktur Perlitkörner 2 in dichter Schütte auf, wobei die Perlitkörner durch das Bindemittelgerüst 3 miteinander verbunden sind. Daraus resultiert im wesentlichen die Festigkeit des Leichtbaustoffe. In der Struktur sind ferner

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Poren 4 vorhanden, die aus dem BlähprozeQ oder SchäumprozeQ resultieren und deren Porenwandungen von der Bindemittelgerüatsubstanz gebildet werden. Diese Ausgestaltung der Struktur wird in der Zeichnung durch das schematische Bild der Lupe 5 verdeutlicht.

Claims

Ansprüche

1. Leichtbauplatte oder dgl. Formkörper iP.it ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen aus Leichtbaustoff, der geblähten Perlit als Zuschlagstoff und ein Bindemittelgerüst und im Bindemittelgerüst Schaum- und/oder Blähpor«?nstrukturen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittelgerüst aus Sorel-Zement besteht.

2. Leichtbauplatte oder dgl. Formkörper mit ebenen

und/oder gekrümmten Oberflächen aus Leichtbaustoff, der geblähten Perlit als Zuschlagstoff und ein Bindemittelgerüst mit einer Schaum- und/oder Blähporenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittelgerüst aus einem

Aluminiumphosphat besteht.

3. Leichtbauplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dei' Forengehalt, der aus dem Porengefüge des Bindemittelgerüsts resultiert,95 - 99 Vol.-S beträgt.

Asam8tras9e 6, D-8000 München 90

Telefon (0695 353665; Telefax (0Θ9) 65·3Α1β": .··." *:.··.: !Patentanwalt Dr. Ing. Dlpl.-Ing. A. SoIf (München)

Telex: 5214168 sozad .". '.'. ί '· ·'"'·. «Patentanwalt DlpL-lng. Chr. Zapf (Wuppertal)

4. Leichtbauplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, geksnnzeichnet durch Raumgewichte von 100 bis 220 g/l.

5 5. Leichtbauplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, gekennzeichnet durch

2 Festigkeiten von 0,15 bis 0,45 N/mm .

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6. Leichtbauplatte od&r dgl. Formkörper mit ebetiün

; 10 und/oder gekrümmten Oberflächen aus Leichtbaustoff, ¹V' der geblähten Perlit als Zuschlagstoff und ein Binde-

! mittelgerüst und im Bindemittelgerüst Schaum- und/

oder Blähporenstrukturen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß er aus einer Mörtel-15 mischung folgender Zusammensetzung besteht:

30 bis 70 Gew.-» Perlit

20 bis 35 Gew.-ÄS MgO

j 20 bis 35 Gew.-Ä MgCl₂ χ 5H₂O

j 20 0,01 bis 1 Gew.-Ä Luftporenbildner

Rest Wasser

7. Leichtbauplatte nach Anspruch 6, dadurcn ge-, kennzeichnet, daß die Luftporen aus einem

2p Anmoniumaalz dee Alkylpolyglykoläthereulfate gebildet sind.

8. Leichtbauplatte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Perlit eine

30 Körnung von 0 bis 6 mm und ein Schüttgewicht von ' 20 bis 120 g/l, vorzugsweise von 20 bis 60 g/l,

' aufweist.

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Leichtbauplatte oder dgl. Formkörper mit ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen aus Leichtbauetoff, der geblähten Perlit als Zuschlagstoff und ein Bindemittelgerüst und im Bindemittelgerüst Schaum- und/ oder Blähporenstrukturen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Mörtelmischung folgender Zusammensetzung besteht:

35 bis 70 Gew.-8 Perlit

10 bis 35 Gew.-Ä Aluminiumhydroxyd

10 bis 35 Gew.~% Phosphorsäure

0,05 bis 1 Gew.-S Luftporenbildner Rest Wasser

10. Leichtbauplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daG er aus einer Mör telmischung folgender Zusammensetzung besteht:

35 bis 70 Gew.-» Perlit 20 bis 70 Gew.-üS Aluminiumphosphat 0,05 bis 1 Gew.-S Luftporenbildner

25

11. Leichtbauplatte nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftporen aus einem Ammoniumsalz des Alkylpolyqlycoläthersulfats gebildet sind.