EP0086974A1 - Anorganischer Verbundstein und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0086974A1
EP0086974A1 EP83100622A EP83100622A EP0086974A1 EP 0086974 A1 EP0086974 A1 EP 0086974A1 EP 83100622 A EP83100622 A EP 83100622A EP 83100622 A EP83100622 A EP 83100622A EP 0086974 A1 EP0086974 A1 EP 0086974A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sand
lime
inorganic
insulating material
insulation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83100622A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Dr. Eckardt
Walter Dr. Dürsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of EP0086974A1 publication Critical patent/EP0086974A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
    • E04C1/40—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings built-up from parts of different materials, e.g. composed of layers of different materials or stones with filling material or with insulating inserts
    • E04C1/41—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings built-up from parts of different materials, e.g. composed of layers of different materials or stones with filling material or with insulating inserts composed of insulating material and load-bearing concrete, stone or stone-like material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
    • E04C1/40—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings built-up from parts of different materials, e.g. composed of layers of different materials or stones with filling material or with insulating inserts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2002/0256—Special features of building elements
    • E04B2002/0289—Building elements with holes filled with insulating material
    • E04B2002/0293—Building elements with holes filled with insulating material solid material

Definitions

  • the present invention relates to an inorganic composite brick which consists of a calcium silicate hydrate brick in combination with an inorganic insulating material of low density.
  • the invention further relates to methods for producing such composite stones.
  • a cullet bulk density ie a density of the stone without air ducts, of 1.6 to 1.8 kg / dm 3
  • masonry made of sand-lime bricks has a thermal conductivity of 0.8 - 1.0 W / mK.
  • Walls made of these stones only a low thermal insulation capacity. It was therefore started several years ago to produce stones with cavities, so-called hollow blocks. These cavities cannot be enlarged arbitrarily due to structural requirements. Due to the manufacturing technology, only stones with round or oval holes can be formed. The load-bearing webs between two cavities or cavity and stone outer wall must have a sufficient thickness, partly because of the risk of buckling. In this way, sand-lime bricks with a proportion of holes of up to 50 vol.
  • the body density and thus the thermal conductivity can also be reduced by introducing gas pores into the stone.
  • a finely divided, intimate mixture of lime, silica and water can be admixed with a metal powder that reacts with water to produce gas. After expansion and setting, the mass is hardened to a stone by high-tension steam. Further details can be found in German patents 404 677, 447 194 and 454 744.
  • the lime can also be completely or partially replaced by cement.
  • the resulting products are commercially available as "gas concrete”.
  • the foaming of the raw sand-lime brick can also be carried out by mechanically under-worked air instead of chemically released gas Required using foaming agents.
  • foaming agents A large number of organic compounds such as soaps, saponins, gelatins and resins are used as foaming agents.
  • lime and cement are used as binders for setting the raw material.
  • the resulting foam stone is also partially hardened by steam in an autoclave (European patent application 0038552).
  • European patent specification 7585 describes a process for producing fire-resistant lightweight building boards, in which a stable aqueous suspension of finely dispersed raw materials is first produced.
  • the gel suspension sets and is cured by treatment with steam.
  • the pores are created by the evaporation of water from the raw material.
  • the same reference also mentions the possibility of producing insulation materials by combining differently dense but identical materials (column 16, lines 29 - 38).
  • a thin-walled outer cover layer with a higher density is coated with a specifically lighter thermal insulation zone.
  • the adhesive bond between the two layers is achieved by chemical reaction under the conditions of hydrothermal hardening through the formation of phases of the same material.
  • Cuboid inorganic composite blocks consist of a calcium silicate hydrate block, which may also have air-filled channels and which have a bulk density of 0.6 to 2 kg / dm 3 , in combination with an inorganic insulating material of bulk density 0.05 to 0.3 kg / dm 3 exist. These composite bricks have good mechanical resistance and good thermal insulation. A lime sandstone with a bulk density of 0.8 to 2 kg / dm 3 is preferred.
  • Lime sandstones with air-filled channels in the form of hollow blocks (e.g. KSHbl 16DF) or perforated stones (e.g. KSL 2 DF) or solid lime sand stones (e.g. KSV NF) are known from DIN 106.
  • the external dimensions of the composite stone according to the invention are not critical. However, cuboid composite blocks with dimensions in accordance with DIN 106 are preferred.
  • inorganic insulation material with low density i.a.
  • Mineral fiber insulation materials inorganic insulation materials containing phosphate, foamed glass and porous calcium silicate are used.
  • the inorganic insulating material which is in combination with the calcium silicate hydrate, has one layer or a channel or more forms parallel layers or channels that run through the calcium silicate hydrate stone.
  • These layers or channels can be arranged inside the composite stone.
  • the layers or channels are visible on at least one side, preferably at least two sides, of the composite stone.
  • the layers or channels can run diagonally through the stone.
  • the layers of insulating material run parallel to one side of the cuboid or the channels of insulating material run perpendicular to one side of the cuboid.
  • the specifically light material of the inorganic insulation material is not as mechanically resistant as the sand-lime brick. It is therefore preferred that no edge of the cuboid is formed entirely from the inorganic insulating material. It is particularly preferred if all edges of the cuboid composite stone consist entirely of sand-lime brick. In most cases, the inorganic foam adheres well to the sand-lime brick. It is therefore also possible to dispense entirely with web connections and to form the composite stone as a sandwich. In this case, the two outer layers of the sandwich (i.e. two parallel sides of the composite stone) consist of sand-lime brick, between which a layer of inorganic insulation is arranged. These sandwich bricks are particularly well insulated due to the lack of cold bridges.
  • the composite blocks according to the invention can be produced by several processes.
  • a blank with at least one cavity can be formed into at least one cavity Fill an expandable inorganic insulating precursor in the space of the blank, allow it to expand and treat the raw stone with superheated steam of at least 2 bar and thus harden the sand-lime brick blank and the expanded insulating precursor.
  • steam curing takes place at 150 to 210 ° C.
  • the blank can be produced in a rectangular manner in a manner known per se by pressure, shaking or pouring. It will generally have multiple cavities that can be of different sizes and shapes. It is not necessary, but preferred, to completely fill all cavities with preliminary insulating material.
  • the body density of the sand-lime bricks can be reduced in a known manner to about 0.7 g / cm 3 by introducing air pores or by using light aggregates. This also slightly improves the thermal insulation of the lime sandstone part.
  • a particularly favorable process for producing an expandable insulating precursor is based on cement, polyphosphoric acid and a blowing agent and is the subject of DE-OS 31 40 011.
  • This process is characterized in that Portland cement, optionally together with alumina melt and / or oxides of calcium, zinc, aluminum and iron and / or hydroxides of aluminum and / or iron and polyphosphoric acid, has a content of at least 76% by weight.
  • a blowing agent effective in an acidic environment optionally with the addition of fillers and / or reinforcing agents, produces a mixture by intensive mixing, the equivalence ratio (aluminum + magnesium + calcium + iron): phosphate being greater than 1, but not more than 3 and the The amount of blowing agent is measured so that 0.5 - 8 ml of gas per g of the mixture are released in the reaction with polyphosphoric acid, the foaming mixture is filled into a mold, for example the cavity of a blank, and if necessary it is brought to a temperature from the outside heated from 80 ° C. After the exothermic reaction has subsided, ie about 5 to 15 minutes after foaming, the expanded preliminary insulating material has solidified. By heating to 300 - 350 ° C or by treatment with superheated steam of at least 2 bar, it is fully cured to the insulation material.
  • the minimum reaction time depends on the temperature used. At 10 bar water vapor pressure, 1 hour is sufficient, at 4 bar about 2 hours. At 2 bar it takes about 10 hours to harden. Prolonged heating with steam does no harm, but increases the strength only slightly. The treatment will therefore be stopped when the desired mechanical properties have been achieved.
  • Preferred Portland cement types are PZ 35, PZ 45 and PZ 55, in particular PZ 35.
  • the highest possible content of the compounds 2 CaO is desirable.
  • Portland cement can also be partially replaced by mixtures of Portland cement and blast furnace slag (so-called smelter or blast furnace cement). It is preferred if - based on the sum of the pesticide proportions - the proportion of Portland cement is not less than 60% by weight, preferably not less than 70% by weight.
  • Portland cement Based on the weight of Portland cement, up to 43%, preferably up to 30%, in particular 1. to 20% on alumina melting element and / or oxides of calcium, magnesium, zinc, aluminum and iron and / or hydroxides of aluminum and / or iron. It is particularly preferred if the amount of these fractions is 3-6 (based on the weight of the Portland cement). It is advantageous if these ingredients are used in finely ground form.
  • polyphosphoric acids with a content of at least 76% P 2 0 5 are suitable for the reaction.
  • Polyphosphoric acids with a content of 84% P 2 0 5 are preferred.
  • the acids mentioned do not crystallize even after prolonged storage.
  • the main blowing agents used are carbonates, in particular carbonates containing water of crystallization, such as, for example, the basic magnesium carbonate of the formula 4 MgCO 3 . Mg (OH) 2 . 5 H 2 O is used. Small amounts of alkaline earth carbonate are contained in Portland cement from the outset and also act as blowing agents.
  • Highly volatile organic compounds such as e.g. Fluorocarbons suitable.
  • Organic compounds that decompose to gaseous products at elevated temperatures are also suitable, e.g. Azodicarbonamide and Azoisobutyronitrile.
  • the amount of blowing agent should be such that 0.5 to 8 ml of gas (measured at 80 ° C. and 1 bar) per g of the reaction mixture are released during the reaction with polyphosphoric acid. Gas quantities of 3-7 ml per g of the reaction mixture are preferred.
  • the density of the insulating material can be regulated with the amount of blowing agent.
  • the reaction mixture can, without major influence on the mechanical and thermal properties of the final product tes, finely ground fillers are added. Even at 100 ° C, these fillers should neither react with polyphosphoric acid nor with metal phosphates.
  • a wide range of industrial waste products, such as fly ash, can be used for this purpose, which mainly consist of silicon dioxide and are produced in the manufacture of ferro-silicon. Quartz flours, talc, kaolin, carbon black or finely ground graphite can also be used. If these fillers still contain reactive oxides, such as aluminum oxide, to a small extent, these must be taken into account when calculating the approach.
  • inorganic fibers are used as reinforcing agents, the mechanical stability of the foam obtained can be improved.
  • These reinforcing agents should also be inert to polyphosphoric acid or metal phosphate.
  • Short-cut glass or mineral wool fibers or carbon fibers are preferably used as reinforcing agents.
  • smaller amounts of difficult-to-melt organic fibers, such as Incorporate aromatic polyamides as long as the resulting foam should not be exposed to temperatures above 300 ° C.
  • Ground calcium silicate increases the viscosity of the reacting foam.
  • Sodium silicate also has an effect, although here too there is the disadvantage that sodium salts can bloom or be washed out in use.
  • Small amounts of boric acid also accelerate the reaction and increase the resistance of the foam obtained at higher temperatures.
  • the equivalent ratio is defined as the ratio of the total valence of the metals to that of the phosphate ions.
  • a formula for the equivalent ratio is given in DE-OS 2 756 198, p. 13.
  • the mixture of polyphosphoric acid, Portland cement and possibly other components slowly foams. At the same time, the temperature rises. When a temperature of approx. 80 C is reached, the temperature rises rapidly to approx. 200 ° C, which is accompanied by a new expansion. If the temperature of 80 ° C is not reached automatically, it is necessary to heat the batch from the outside.
  • the volume ratio of solid to pores after gas evolution and solidification of the material can range from about 1: 5 up to 1:20, which means densities of 450 g / l or so. 100 g / l approximately corresponds. Volume ratios of solid to pores from 1: 8 (density 250 g / l) to 1:15 (density approx. 150 g / l) are preferred.
  • the foam obtained generally contains no organic components, is heat-stable up to over 1000 ° C. and does not release any toxic gases.
  • They can be with densities of 100 to 300 g / 1. They have open and closed pores with a diameter of 0.5 - 3 mm and show only a very low thermal shrinkage (less than 1%; measured after tempering the foam at 300 ° C for 5 min and cooling on the longest dimension of the test specimen).
  • the expansion of the insulating precursor filled into the cavities takes place automatically and is accelerated by increasing the temperature.
  • the blank filled with the expanded insulating precursor is called the rough stone.
  • Treatment with superheated steam (hydrothermal conditions) is the same as for the known hardening of the sand-lime bricks.
  • the time to harden the sand-lime brick blank is also sufficient to harden the expanded preliminary insulating material.
  • the insulation material forms a firm connection with the sand-lime brick. It is advantageous that no more energy is used in the joint curing of the blank and insulating precursor described than in the production of normal sand-lime bricks. This variant also manages with a minimum of operations.
  • the raw sand-lime brick used is free-flowing with a water content of 3 to 7%.
  • the blank can be formed by applying pressure or shaking.
  • foamed lime sandstone raw materials can be produced which are pourable, e.g. by incorporating lime, sand and cement in a water / air foam.
  • Pore-forming agents here are understood to mean surfactants or other known substances which are able to stabilize water / air visual spaces.
  • insulating precursor expand in the cavities of the sand-lime brick blank
  • This pre-insulating material passes either on its own or when heated or when treated with superheated steam into the actual low-density inorganic insulating material.
  • a flowable, no longer expanding insulating precursor can be made, for example, from very light additives such as Pumice or expanded pearlite and cement. This mass sets itself. The low density of the insulation material is created here by the cavities of the aggregates.
  • a particularly favorable variant of producing a non-combustible lightweight concrete with densities down to 200 g / l is the subject of DE-OS 31 10 658.
  • This method is characterized in that 100 parts by weight of a mixture of 30 to 70 percent by weight of cement and 70 to 30 percent by weight of a conventional inorganic lightweight aggregate mixed with 0.03 to 0.3 parts by weight of a water-soluble cellulose ether and 80 to 120 parts by weight of an aqueous plastic dispersion with a solids content of 1 to 10 percent by weight to produce foam, the resulting foam is filled into a mold and allowed to harden .
  • Portland cement is particularly suitable as cement, preferably Portland cement of strength class PZ 35.
  • An essential component of the cement mixture is the inorganic lightweight aggregate.
  • expandable granules are used in particular, the particles of which have diameters of at most 6 mm, preferably of at most 5 mm.
  • Example of this are foam glass, pumice and expanded mica (vermiculite).
  • the aqueous plastic dispersion used is in particular a dispersion of a vinyl ester polymer or
  • the solids content of the dispersion is in the range from 1 to 10 percent by weight, preferably from 2 to 5 percent by weight.
  • An essential feature of the process is the use of a water-soluble cellulose ether, which acts as a foam stabilizer.
  • Methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and methyl hydroxyethyl cellulose are particularly suitable.
  • the process is expediently carried out in such a way that first cement, light aggregate and cellulose ether are mixed with one another within a maximum period of 30 seconds and the plastic dispersion is then mixed into the mixture obtained.
  • the mixing is preferably carried out in a compulsory mixer or in a drum mixer. After about 3 minutes, the mass begins to foam and after 5 to 10 minutes, the foaming has ended.
  • the foam is then filled into molds (in the present case: openings of sand-lime brick blanks) and, if necessary, slightly compressed therein, preferably by shaking. The foam has hardened within a maximum of 15 hours.
  • Another way of producing flowable insulating precursors that no longer expand is to dry structurally viscous calcium silicate slurries of low density.
  • Such calcium silicate slurries can be produced, for example, by the process described in European Patent 00 75 85 for the preparation of a calcium oxide / silicon dioxide starting mixture (but with the omission of the step of molding under dewatering).
  • the low density of the insulating material is generated by the evaporation of water from the dispersion used, with the simultaneous formation of cavities.
  • a free-flowing lime sandstone raw material with a water content of 3 to 7% or a flowable, foamed lime sandstone raw material can also be used in this process.
  • the insulation materials obtained by curing have good compressive strength and can therefore support a building. Therefore lets. the geometry of the cavities in the sand-lime bricks changes for optimal thermal insulation. You can e.g. enlarge the (filled) cavities in the sand-lime brick and reduce the strength of the web connections between two cavities or cavity and the outside.
  • Another possibility for producing the parallelepiped-shaped inorganic composite blocks according to the invention is that at least 1 piece of an inorganic (already hardened) insulating material is introduced into a mold and, if necessary, fixed, surrounding it at least partially with a free-flowing sand-lime brick with 3 to 7% water content, the raw sand-lime brick is pre-consolidated by the application of pressure, the blank connected to the insulating material is removed from the mold and cured by treatment with superheated steam of at least 2 bar.
  • Lime sandstone DIN molds are preferably used for this process.
  • the action of pressure is preferably such that one presses with a suitably shaped stamp only on the raw sand-lime brick mass, but not on the broken solid insulation material.
  • the insulation material introduced is preferably rod-shaped (with a round or square cross-section). At least one end face of the rod, but preferably both end faces, should end flush with the sides of the composite stone, ie the raw sandstone raw material should be surrounded. In the latter case, the height of the individually cut insulation part corresponds to that final stone height.
  • the rod-shaped inorganic insulation material introduced should be embedded from all sides in raw sand-lime brick. If the introduced insulation material is plate-shaped, both plate surfaces are preferably covered with raw sand-lime brick so that a sandwich is formed.
  • the maximum possible pressures depend on the type of insulation used. Insulation materials with a higher density and greater compressive strength allow higher compression pressures than insulation materials with a low density.
  • a flowable, foamed raw sand-lime brick mass can also be used, which was produced with the addition of pore formers, cement and air.
  • This raw sand-lime brick sets itself due to the cement content, but it does not fully harden. Therefore, after removal from the form of the sand-lime brick blank with the insulating material contained therein, it must subsequently be cured hydrothermally by treatment with superheated steam of at least 2 bar. In this method, too, it is preferred if the insulation material introduced is in the form of a rod or plate.
  • Mineral fiber insulation materials are also suitable for this process, in which the insulation material is cast. This creates a particularly good insulation / sand-lime brick connection.
  • Foam glass, mineral fiber insulation materials, calcium silicate insulation materials, lightweight concrete and the phosphate insulation material according to PE-OS 31 40 011 are suitable, for example.
  • This phorphet diremteff has a density of 200 g / l a compressive strength of approx. 60 N / cm 2 .
  • maximum pressures of approx. 150 N / cm 2 can be applied to the sand-lime brick mass.
  • the freshly expanded phosphate insulation material can also be used before curing. At this point it is e.g. easy to cut but not yet resistant to water. The compressive strength is lower than with the fully cured insulation.
  • the minimum temperature for curing is 120 ° C (2 bar). For reasons of the shortest possible cycle times, however, significantly higher temperatures are preferred.
  • sandwich stones can also be produced.
  • the lime sand mass is pressed into the pores of the insulation material by the applied pressure, where it chemically and / or physically combines with the insulation material mixture during the hydrothermal hardening.
  • An improvement in liability can include through a suitable shaping of the two components, e.g. through incisions, sawtooth patterns or undercuts.
  • a cpandicrable insulating step can also be filled into cavities in finished Hohltloek limestone blocks, expanded and allowed to harden.
  • the pre-phosphate-based insulating precursor can be cured by heating to temperatures of 300 to 350 ° C or by treatment with superheated steam.
  • the disadvantage of this variant is that the sand-lime brick has to be heated twice (during its manufacture and during the curing of the insulating precursor).
  • the composite stones according to the invention have a number of advantages over conventional sand-lime bricks. Thermal insulation is significantly improved compared to normal solid or hollow blocks. This gives you the opportunity to do without the complex and expensive double-shell construction.
  • the wall thicknesses of the new composite bricks can be reduced due to the reduced risk of buckling.
  • the insulation components can also be arranged so that they optimally reduce the heat flow.
  • inorganic insulation materials in sand-lime bricks leads to composite blocks that meet all requirements of DIN standard 4102, class A 1 (non-combustible). In the event of a fire, the materials do not release any toxic gases.
  • FIGS. 1-10 Some possibilities for the spatial arrangement of insulation material and sand-lime brick in composite stone with integrated thermal insulation are shown by way of example in FIGS. 1-10.
  • the outer dimensions of the drawn sand-lime bricks correspond to the 3DF format in accordance with DIN 106.
  • the sand-lime brick (1) is white, the insulation material (3) is dotted.
  • the insulation parts extend from the top to the bottom of the stones, so that the bottom of the drawn stones looks exactly like the top.
  • two cavities (2) are also shown, which are still filled with insulation.
  • the stones according to Figures 1-6 are used to achieve the greatest thermal resistance of the wall so that the insulation layers run parallel to the wall.
  • the symmetrically constructed bricks according to FIGS. 7-10 show no significant differences with regard to the insulation effect depending on the direction of installation.
  • all parts of the insulation material are surrounded on four sides by sand-lime brick.
  • all layers of insulation material are surrounded on three sides by sand-lime brick mass.
  • an insulation part is surrounded by sand-lime mass on two opposite sides (sandwich), two insulation parts are surrounded on three sides and an insulation part on four sides by sand-lime mass.
  • a hollow block of sand-lime brick is thus obtained, the cavity of which is completely filled with an inorganic insulation material with a density of 165 g / l.
  • the insulation boards are inorganic and contain phosphate. They are made according to the procedure of Example 4.
  • a 3 DF lime sandstone with integrated thermal insulation (volume share of insulation 39%) is obtained, with firm edges, high compressive strength and an average density of 980 g / l.
  • Such a stone is shown in Figure 1.
  • the foam is removed from the mold after 10 minutes and placed in a laboratory autoclave (2 l). Add about 200 ml of water. The autoclave is heated to 150 ° C; this creates a pressure of 4.5 bar. After 2 hours the autoclave is switched off and allowed to cool. Ean receives a foam with a density of approx. 210 g / l with excellent pressure resistance.
  • the foam can be obtained by saying pieces with the desired dimensions.
  • Insulation pieces of the desired dimensions are obtained from the foam by cutting or sawing.
  • the pieces of insulation were produced according to Example 4.
  • a foam is first made from 1.2 l of water and 20 g of a foamer (foamer No. 1 from SKW Trostberg) by vigorous stirring.
  • a mixture of 1600 g quartz flour (particle size range 0-315 ⁇ m, SiO content, approx. 99%), 530 g Ca (OH) 2 and 200 g Portland cement PZ 55 are stirred into this visual chamber.
  • the de-icing foam mass is poured into the mold so that the insulation pieces are full constantly surrounds.
  • Example 5 is repeated, but foamed glass with a density of 135 g / l is used as the insulating material.
  • a sand-lime brick with integrated thermal insulation with an average density of 480 g / l is obtained.

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Abstract

Ein quaderförmiger anorganischer Verbundstein besteht aus einem Kalziumsilikathydratstein (1), der gegebenenfalls noch mit Luft gefüllte Kanäle aufweisen kann und eine Rohdichte von 0,6 bis 2 kg/dm³ aufweist, im Verbund mit einem anorganischen Dämmstoff der Rohdichte 0,05 bis 0,3 kg/dm³. Er läßt sich z.B. dadurch herstellen, daß man in den Hohlraum (2) eines Kalksandstein-Rohlings eine expandierfähige anorganische Dämmstoff-Vorstufe einfüllt, die man expandieren läßt und man anschließend beide mit überhitztem Wasserdampf aushärtet. Statt der expandierfähigen Dämmstoff-Vorstufe kann auch eine bereits expandierte Dämmstoff-Vorstufe niedriger Dichte oder ein fertig ausgehärteter anorganischer Dämmstoff eingesetzt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen anorganischen Verbundstein, der aus einem Calciumsilikathydratstein im Verbund mit einem anorganischen Dämmstoff niedriger Dichte besteht. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung solcher Verbundsteine.
  • Dampfgehärtete Steine aus Kalk und Sand (sogenannte Kalksandsteine) sind seit fast 100 Jahren bekannt. Sie werden heute in großem Umfang industriell hergestellt. Neben sehr vielen Vorteilen weisen sie jedoch den Nachteil einer zu hohen Wärmeleitfähigkeit auf.
  • Bei einer Scherbenrohdichte, d.h. einer Dichte des Stei- nes ohne Luftkanäle, von 1,6 bis 1,8 kg/dm3 hat ein Mauerwerk aus Kalksandsteinen eine Wärmeleitfähigkeit von 0,8 - 1,0 W/m.K. Mauern aus diesen Steinen haben daher nur ein geringes Wärmedämmvermögen. Man ist deshalb schon vor etlichen Jahren dazu übergegangen, Steine mit Hohlräumen, sogenannte Hohlblocksteine, herzustellen. Diese Hohlräume lassen sich wegen statischer Erfordernisse nicht beliebig vergrößern. Bedingt durch die Herstellungstechnologie lassen sich nur Steine mit runden oder ovalen Löchern formen. Die tragenden Stege zwischen zwei Hohlräumen oder Hohlraum und Stein-Außenwand müssen, u.a. wegen der Knickbruchgefahr, eine ausreichende Dicke aufweisen. Auf diese Weise lassen sich Kalksandsteine mit einem Lochanteil bis zu 50 Vol.-% herstellen.
  • Die in diesen Öffnungen vorhandene Luft dämmt wegen auftretender Konvektion nicht optimal. Zur besseren Wärmedämmung ist es deshalb erforderlich, bei der Verwendung von Kalksandsteinen zu einer sogenannten zweischaligen Bauweise überzugehen. Hierzu kann man einmal vor einer tragenden Wand aus Kalksandsteinen eine Schicht aus einem Dämmstoff (PU-Schaum, Polystyrol-Schaum, Mineralfasermatte) befestigen. Diese Schicht muß gegen Regen durch eine weitere Kalksandstein-Wand geschützt werden. Ein weiteres Verfahren der zweischaligen Bauweise besteht darin, daß man den Luftspalt zwischen den beiden Mauern mit Dämmstoffperlen (Perlite, Polystyrolkugeln) ausfüllt. Beide Verfahren führen zu hohen Herstellungskosten.
  • Durch Einarbeitung von leichten silikatischen Zuschlägen wie z.B. Bims oder Perlite und mehr oder minder weitgehendem Ersatz von Sand läßt sich die Scherbenrohdichte vermindern und damit die Wärmedämmung verbessern. In den so hergestellten Kalksandsteinen oder Kalksand-Hohlblocksteinen sind die spezifisch leichten Zuschläge weitgehend homogen verteilt.
  • Die Scherbenrohdichte und damit die Wärmeleitfähigkeit läßt sich auch dadurch verringern, daß man in den Stein Gasporen einführt. Beispielsweise kann man einem feinverteilten, innigen Gemisch aus Kalk, Kieselsäure und Wasser ein mit Wasser unter Gasentwicklung reagierendes Metallpulver zusetzen. Nach beendeter Expansion und nach Abbinden wird die Masse durch hochgespannten Wasserdampf zu einem Stein ausgehärtet. Nähere Angaben hierzu finden .sich in den deutschen Patenten 404 677, 447 194 und 454 744.
  • Der Kalk kann dabei auch vollständig oder zum Teil durch Zement ersetzt werden. Die hierbei entstehenden Produkte sind als "Gasbeton" im Handel.
  • Die Aufschäumung der Kalksandstein-Rohmasse kann auch, anstatt durch chemisch entwicheltes Gas, durch mechanisch untergearbeitete Luft orfolgen, Dabei ist die Mithilfe von Schaumbildnern erforderlich. Als Schaumbildner werden eine große Anzahl organischer Verbindungen eingesetzt, wie z.B. Seifen, Saponine, Gelatine und Harze. Als Bindemittel zum Abbinden der Rohmasse werden sowohl Kalk wie auch Zement verwendet. Der entstehende Schaumstein wird zum Teil ebenfalls durch Wasserdampf im Autoklaven gehärtet (Europäische Patentanmeldung 0038552).
  • In der europäischen Patentschrift 7585 wird ein Verfahren zur Herstellung von feuerbeständigen Leichtbauplatten beschrieben, bei dem zunächst eine stabile wässrige Suspension feindisperser Rohstoffe erzeugt wird. Die gelförmige Suspension bindet ab und wird durch Behandlung mit Dampf ausgehärtet. Hier entstehen die Poren also durch Verdampfen von Wasser aus der Rohmasse. In der gleichen Literaturstelle wird auch die Möglichkeit erwähnt, Dämmstoffe durch Kombination verschieden dichter aber materialgleicher Stoffe herzustellen (Spalte 16, Zeilen 29 - 38). Hierbei wird eine dünnwandige äußere Deckschicht mit höherer Dichte mit einer spezifisch leichteren Wärmedämmzone beschichtet. Der Haftverbund der beiden Schichten wird durch chemische Reaktion unter den Bedingungen der hydrothermalen Härtung durch Ausbildung materialgleicher Phasen erreicht.
  • Es ist zwar denkbar, zwecks besserer Wärmedämmung die Hohlräume in Hohlblock-Kalksandsteinen mit organischen Dämmstoffen, wie z.B. Polystyrolschaum oder Polyurethanschaum, auszufüllen. Da diese organischen Dämmstoffe bei der hydrothermalen Härtung der Kalksandsteine zersetzt würden, lassen sie sich nur nach der Autoklavenbehandlung einbringen. Ein solches Verfahren ist daher aufwendig und teuer. Nachteilig an diesem Verfahren ist ferner, daß der Verbund zwischen organischem Material und dem Kalksandstein nicht in allen Fällen gut ist und, daß die organischen Dämmsteffe breunbar sind.
  • Es bestand daher die Aufgabe, leicht herstellbare Verbundsteine aus Kalksandsteinen und nicht-brennbaren Dämmstoffen mit guter mechanischer Beständigkeit zu schaffen. Die benutzten Dämmstoffe sollten vorzugsweise bei der hydrothermalen Härtung der Kalksandsteine nicht zerstört werden.
  • Es wurden nun quaderförmige anorganische Verbundsteine geschaffen, die aus einem Calciumsilikathydratstein, der gegebenenfalls noch mit Luft gefüllte Kanäle aufweisen kann und der eine Rohdichte von 0,6 bis 2 kg/dm3 aufweist, im Verbund mit einem anorganischen Dämmstoff der Rohdichte 0,05 bis 0,3 kg/dm3 bestehen. Diese Verbundsteine weisen gute mechanische Beständigkeit und gutes thermisches Isoliervermögen auf. Bevorzugt ist ein Kalksandstein mit einer Rohdichte von 0.8 bis 2 kg/dm3.
  • Aus DIN 106 sind Kalksandsteine mit luftgefüllten Kanälen in Form von Hohlblocksteinen (z.B. KSHbl 16DF) oder Lochsteinen (z.B. KSL 2 DF) oder Kalksand-Vollsteine (z.B. KSV NF) bekannt. Die äußeren Abmessungen des erfindungsgemäßen Verbundsteines sind nicht kritisch. Bevorzugt sind jedoch quaderförmige Verbundsteine mit den Abmessungen gemäß DIN 106.
  • Als anorganischer Dämmstoff mit geringer Dichte können u.a. verwendet werden Mineralfaser-Dämmstoffe, anorganische Dämmstoffe mit einem Gehalt an Phosphat, geschäumtes Glas und poröses Calciumsilikat. Für die mechanische Beständigkeit der anorganischen Verbundsteine ist es vorteilhaft, wenn weniger als 50 % der Oberfläche vom spezifisch leichteren Dämmstoff gebildet werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der anorganische Dämmstoff, der sich im Verbund mit dem Calciumsilikathydratsteir befindet, eine Schicht oder einen Kanal oder mehrere zueinander parallele Schichten oder Kanäle bildet, die den Calciumsilikathydratstein durchziehen. Diese Schichten oder Kanäle können im Inneren des Verbundsteines angeordnet sein. Aus Gründen der leichteren Herstellung ist es jedoch bevorzugt, wenn die Schichten oder Kanäle auf mindestens einer Seite, vorzugsweise mindestens zwei Seiten, des Verbundsteines sichtbar sind. Die Schichten oder Kanäle können den Stein schräg durchziehen. Im Hinblick auf bessere mechanische Eigenschaften ist es jedoch bevorzugt, wenn die Schichten aus Dämmstoff parallel zu einer Seite des Quaders verlaufen oder die Kanäle aus Dämmstoff senkrecht zu einer Seite des Quaders verlaufen.
  • Wie bereits oben erwähnt, ist das spezifisch leichte Material des anorganischen Dämmstoffs mechanisch nicht so widerstandsfähig wie der Kalksandstein. Es ist daher bevorzugt, daß keine Kante des Quaders völlig aus dem anorganischen Dämmstoff gebildet ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn alle Kanten des quaderförmigen Verbundsteins völlig aus Kalksandstein bestehen. In den meisten Fällen haftet der anorganische Schaumstoff gut am Kalksandstein. Es ist daher auch möglich, ganz auf Stegverbindungen zu verzichten und den Verbundstein als Sandwich auszubilden. In diesem Fall bestehen die beiden äußeren Schichten des Sandwichs (d.h. zwei parallele Seiten des Verbundsteines) aus Kalksandstein, zwischen denen eine Schicht aus anorganischem Dämmstoff angeordnet ist. Diese Sandwich-Steine weisen wegen fehlender Kältcbrücken eine besonders gute Wärmedämmung auf.
  • Die erfindungsgemäßen Verbundsteine lassen sich nach mehreren Verfahren herstellen.
  • Man kann zum Beispiel aus einer Kalksandstein-Rohmasse mit mindestens 3 % Wassergehalt einen Rohling mit min destens einem Hohlraum formen, in mindestens einen Hohlraum des Rohlings eine expandierfähige anorganische Dämmstoff-Vorstufe einfüllen, diese expandieren lassen und den Rohstein mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar behandeln und so Kalksandstein-Rohling und expandierte Dämmstoff-Vorstufe aushärten. Im allgemeinen erfolgt die Aushärtung mit Wasserdampf bei 150 bis 210°C.
  • Der Rohling kann, je nach der Zusammensetzung der Rohmasse, in an sich bekannter Weise durch Druck, Rütteln oder Gießen in Quaderform hergestellt werden. Er wird im allgemeinen mehrere Hohlräume aufweisen, die verschiedene Größe und verschiedene Form zeigen können. Es ist nicht erforderlich, aber bevorzugt, alle Hohlräume vollständig mit Dämmstoff-Vorstufe zu füllen. Die Scherbenrohdichte der Kalksandsteine läßt sich in bekannter Weise durch Einführen von Luftporen oder durch Einsatz von Leichtzuschlägen auf etwa 0.7 g/cm3 verringern. Hierdurch wird auch die Wärmedämmung des Kalksandstein-Anteils etwas verbessert.
  • Ein besonders günstiges Verfahren zur Herstellung einer expandierfähigen Dämmstoff-Vorstufe geht aus von Zement, Polyphosphorsäure und einem Blähmittel und ist Gegenstand der DE-OS 31 40 011.
  • Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeiehnet, daß man aus Portland-Zement, gegebenenfalls zusammen mit Tonerdeschmelzzemetn und/oder Oxiden von Calcium, Zink, Aluminium und Eisen und/oder Hydroxiden von Aluminium und/ oder Eisen sowie Polyphosphorsäure, die einen Gehalt von mindestens 76 Gew.-% P2O5 aufweist, und einem in saurem Milieu wirksamen Blähmittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Füllstoffen und/oder Verstärkungsmitteln, durch intensives Vermischen eine Mischung herstellt, wobei das Äqui- valentverhältnis (Aluminium + Magnesium + Calcium + Eisen) : Phosphat größer als 1, aber höchstens 3 sein soll und die Menge des Blähmittels so bemessen wird, daß bei der Reaktion mit Polyphosphorsäure 0,5 - 8 ml Gas pro g der Mischung entbunden werden, man das aufschäumende Gemisch in eine Form, z.B. den Hohlraum eines Rohlings, füllt und es erforderlichenfalls von außen auf eine Temperatur von 80°C aufheizt. Nach Abklingen der exothermen Reaktion, d.h. etwa 5 bis 15 min nach dem Aufschäumen ist die expandierte Dämmstoff-Vorstufe fest geworden. Durch Erhitzen auf 300 - 350°C oder durch Behandlung mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar wird sie völlig zum Dämmstoff ausgehärtet.
  • Bei der Aushärtung des Schaumstoffs durch Einwirkung von Wasserdampf hängt die Mindestreaktionszeit von der angewandten Temperatur ab. Bei 10 bar Wasserdampfdruck reichen bereits 1 Stunde aus, bei 4 bar etwa 2 Stunden. Bei 2 bar sind etwa 10 Stunden zur Aushärtung nötig. Ein noch längeres Erhitzen mit Wasserdampf schadet nicht, aber erhöht die Festigkeit nur noch unwesentlich. Man wird daher die Behandlung abbrechen, wenn die gewünschten mechanischen Eigenschaften erreicht sind.
  • Bevorzugte Portland-Zementtypen sind PZ 35, PZ 45 und PZ 55, insbesondere PZ 35. Wünschenswert ist ein möglichst hoher Gehalt der Verbindungen 2 CaO . SiO2; 3 CaO . Si02 und 3 CaO . Al2O3 im Zement. Portland-Zement kann teilweise auch durch Mischungen aus Portland-Zement und Hochofen-Schlacke ersetzt werden (sogenannte Hütten- oder Hochofen-Zemente). Es ist bevorzugt wenn - bezogen auf die Summe der Peststoffanteile- der Anteil an Portland- Zement nicht unter 60 Gew -%, vorzugsweise nicht unter 70 Gew.-% liegt.
  • Bezogen auf das Gewicht des Portland-Zements, können bis zu 43 %, vorzugsweise bis zu 30 %, insbesondere 1.bis 20 % an Tonerdeschmelzelement und/oder Oxiden von Kalzium, Magnesium, Zink, Aluminium und Eisen und/oder Hydroxiden von Aluminium und/oder Eisen vorhanden sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Menge dieser Anteile 3 - 6 (bezogen auf das Gewicht des Portland-Zements) beträgt. Es ist vorteilhaft wenn diese Bestandteile in fein gemahlener Form verwendet werden.
  • Für die Umsetzung sind handelsübliche Polyphosphorsäuren mit einem Gehalt von mindestens 76 % P205 geeignet. Bevorzugt werden Polyphosphorsäuren mit einem Gehalt von 84 % P205. Die genannten Säuren kristallisieren auch bei längerer Lagerung nicht aus.
  • Als Blähmittel werden in der Hauptsache Carbonate, insbesondere Kristallwasser enthaltende Carbonate wie z.B. das basische Magnesiumcarbonat der Formel 4 MgCO3. Mg(OH)2. 5 H2O eingesetzt. Kleine Mengen Erdalkalicarbonat sind von vornherein in Portland-Zement enthalten und wirken ebenfalls als Blähmittel.
  • Als Blähmittel sind ferner leicht flüchtige organische Verbindungen, wie z.B. Fluorkohlenwasserstoffe geeignet. Ebenso eignen sich organische Verbindungen, die bei erhöhten Temperaturen zu gasförmigen Produkten zerfallen, wie z.B. Azodicarbonamid und Azoisobuttersäurenitril.
  • Die Menge des Blähmittels soll so bemessen sein, daß bei der Reaktion mit Polyphosphorsäure 0,5 bis 8 ml Gas (gemessen bei 80°C und 1 bar) pro g der Rcaktionsmischung entbunden werden. Bevorzugt sind Gasmengen von 3 - 7 ml pro g der Reaktionsmischung. Mit der Menge des Blähmittels kann die Dichte des Dämmstoffs reguliert werden.
  • Dem Reaktionsgemisch könner, ohne größeren Einfluß auf die mechanische nund thermisehen Eigenschaften des Endproduztes, feingemahlene Füllstoffe zugesetzt werden. Diese Füllstoffe sollen auch bei 100°C weder mit der Polyphosphorsäure noch mit Metallphosphaten reagieren. Verwendbar ist hierfür eine weite Palette industrieller Abfallprodukte, wie z.B. Flugaschen, die in der Hauptsache aus Siliciumdioxid bestehen und bei der Ferrosioliziumherstellung anfallen. Ferner können Quarzmehle, Talkum, Kaolin, Ruß oder fein'gemahlener Graphit eingesetzt werden. Sofern diese Füllstoffe in kleinerem Umfang noch reagierende Oxide, wie z.B. Aluminiumoxid, enthalten, müssen • diese bei der Berechnung des Ansatzes berücksichtigt werden.
  • Wenn neben oder anstelle der pulverförmigen Füllstoffe anorganische Fasern als Verstärkungsmittel eingesetzt werden, läßt sich die mechanische Stabilität des erhal- tenen Schaumstoffes verbessern. Auch diese Verstärkungsmittel sollen gegenüber Polyphosphorsäure oder Metallphosphat inert sein. Als Verstärkungsmittel werden bevorzugt eingesetzt kurzgeschnittene Glas- oder Mineralwollfasern, oder Kohlenstoffasern. Daneben lassen sich kleinere Mengen schwer schmelzbarer organischer Fasern, wie z.B. aromatischer Polyamide einarbeiten, sofern der entstehende Schaumstoff nicht auf Temperaturen über 300°C beansprucht werden soll.
  • Damit dieses Verfahren zur Herstellung einer expandierfähigen Dämmstoff-Vorstufe glatt abläuft, ist es notwendig die Reaktionsprodukte gründlich zu vermischen. Es ist bevorzugt, zunächst die festen Bestandteile zu vermischen, beispielsweise durch gemeinsames Vermahlen. Zur Beschleunigung der Umsetzung können geringe Mengen Wasser (0,1 - 1 Gew.-% bezoge.n auf Polyphosphorsäure) zugesetzt werden. Das Wasser wird vorteilhafterweise zugegeben in Form von kristallwasserhaltigen Salzen (Beispiel: basisches Magnesiumcarbonat oder Aluminiumsulfat). Bei Zusatz von mehr als 1 % Hasser, wird die Reaktion häufig so beschleunigt, daß keine ausreichende Verarbeitungszeit gegeben ist.
  • Weitere Stoffe können zur Modifizierung der Eigenschaften des Endproduktes zugesetzt werden. Gemahlenes Kalziumsilicat führt zu einer Erhöhung der Viskosität des reagierenden Schaums. Ebenso wirkt Natriumsilicat, wenn auch hier der Nachteil besteht, daß im Gebrauch Natriumsalze ausblühen oder ausgewaschen werden können. Kleine Mengen von Borsäure beschleunigen ebenfalls die Umsetzung und erhöhen die Beständigkeit des erhaltenen Schaumstoffs bei höheren Temperaturen.
  • Das Äquivalentverhältnis ist definiert als das Verhältnis der Gesamtvalenz der Metalle zu denen der Phosphationen. Eine Formel für das Äquivalentverhältnis ist angegeben in DE-OS 2 756 198, S. 13.
  • Das Gemisch aus Polyphosphorsäure, Portlandzement und gegebenenfalls anderen Bestandteilen schäumt langsam auf. Gleichzeitig steigt die Temperatur. Bei Erreichen einer Temperatur von ca. 80 C kommt es zu einer raschen Temperaturerhöhung auf etwa 200°C, die von einer neuen Expansion begleitet ist. Falls die Temperatur von 80°C nicht von selbst erreicht wird, ist es daher notwendig den Ansatz von außen zu beheizen.
  • In Abhängigkeit von dem Anteil an Portland-Zement, dem verwendeten Äquivalentgewicht und der Menge des entbundenen Gases lassen sich die Eigenschaften des erhaltenen Schaumstoffs erheblich modifizieren, Das Volumenverhältnis von Feststoff zu Poren nach der Gasentwicklung und Erstarrung des Materials kann im Bereich von etwa 1:5 bis 1:20 liegen, was Dichten von 450 g/l bsw. 100 g/l etwa entspricht. Bevorzugt sind Volumenverhältnisse von Feststoff zu Poren von 1:8 (Dichte 250 g/l) bis 1:15 (Dichte ca. 150 g/l).
  • Der erhaltene Schaumstoff enthält im allgemeinen keine organischen Anteile, ist hitzestabil bis über 1000°C und spaltet keine giftigen Gase ab.
  • Die nach dem angegebenen Verfahren erhaltenen Schaumstoffe weisen im allgemeinen folgende Zusammensetzung auf:
    • 18 - 50 Gew. -% CaO
    • 2 - 20 Gew.-% Al2O3
    • 10 - 35 Gew.-% SiO2
    • mindestens 15 aber weniger als 38 Gew.-% P205
    • 0 - 1 Gew.-% Alkalimetalloxide
    • 0 - 8 Gew.-% B2O3
    • 0 - 8 Gew.-% ZnO, Fe0 und/oder Fe203
    • 0 - 2 Gew.-% SO3 und
    • 0 - 5 Gew.-% C.
  • Mann kann sie u.a. mit Dichten von 100 bis 300 g/1 herstellen. Sie weisen offene und geschlossene Poren mit 0.5 - 3 mm Durchmesser auf und zeigen nur einen sehr geringen thermischen Schrumpf (unter 1 %; gemessen nach Tempern des Schaumstoffs bei 300°C während 5 min und Abkühlen an der längsten Abmessung des Probekörpers).
  • Ein bevorzugter CaO/P2O5-Bereich wird angegeben durch die Gleichung
    • 53,26-0,217 . /P2O5/≥/CaO/≥-29,56-0,304. /P2O5/, wobei /CaO/ und /P2O5/ Gewichtsprozente an CaO und
    • P205 bedeuten. Bevorzugte Gehalte an B2O3 liegen bei 0 - 5, insbesondere 0.5 - 2.5 Gew.-%. Bevorzugt sind ferner Schaumstoffe, in denen das Gewichtsverhältnis (Al2O3 + CaO): P205 1,0 : 1 bis 2,5 : 1, ins-
    • besondere 1,2 : 1 bis 1,8 : 1, sowie Schaumstoffe, in denen das Gewichtsverhältnis SiO2 : P205 0,4 : 1
    • bis 1,4 : 1, insbesondere 0,7 : 1 bis 1,0 : 1 beträgt. Bevorzugte Bereiche der Zusammensetzung sind 30 - 45 Gew.-% CaO, 12 - 25 % SiO2 und 20 - 30 % P2O5.
  • Die Expansion der in die Hohlräume eingefüllten Dämmstoff-Vorstufe erfolgt von selbst und wird durch Temperaturerhöhung beschleunigt. Der mit der expandierten Dämmstoffvorstufe gefüllte Rohling wird als Rohstein bezeichnet. Die Behandlung mit überhitztem Wasserdampf (hydrothermale Bedingungen) erfolgt wie bei der bekannten Aushärtung der Kalksandsteine. In den meisten Fällen reicht die Zeit zum Aushärten des Kalksandstein-Rohlings auch aus um die expandierte Dämmstoff-Vorstufe auszuhärten. Der Dämmstoff geht dabei eine feste Verbindung mit dem Kalksandstein ein. Es ist vorteilhaft, daß bei der beschriebenen gemeinsamen Aushärtung von Rohling und Dämmstoff-Vorstufe nicht mehr Energie gebraucht wird als bei der Herstellung normaler Kalksandsteine. Diese Variante kommt auch mit einem Minimum an Arbeitsgängen aus.
  • Die eingesetzte Kalksandstein-Rohmasse ist mit einem Wassergehalt von 3 bis 7 % rieselfähig. In diesem Fall kann der Rohling durch Einwirken von Druck oder Rütteln geformt werden. Man kann aber auch unter Zusatz von Porenbildnern, Luft und Zement aufgeschäumte Kalksandstein-Rohmassen herstellen, die gießfähig sind, z.B. durch Einarbeiten von Kalk, Sand und Zement in einen Wasser/Luft-Schaum. Unter "Porenbildnern" werden hier Tenside oder andere bekannte Stoffe verstanden, die in der Lage sind, Wasser/Luft-Sehäume zu stabilisieren.
  • Statt die Dämmstoff-Vorstufe in den Hohlräumen des Kalksandstein-Rohlings expandieren zu lassen, ist es auch möglich, eine bereits expandierte Dämmstoff-Vorstufe in die Hohlräume einzufüllen, die wasscrhaltig und dahm noch fließfähig ist. Diese Dämmstoff-Vorstufe geht entweder von selbst oder beim Erhitzen oder beim Behandeln mit überhitztem Wasserdampf in den eigentlichen anorganischen Dämmstoff niedriger Dichte über.
  • Eine fließfähige, nicht mehr'expandierende Dämmstoff-Vorstufe läßt sich zum Beispiel herstellen aus sehr leichten Zuschlagstoffen wie z.B. Bims oder expandiertem Perlit und Zement. Diese Masse bindet von selbst ab. Die niedrige Dichte des Dämmstoffes wird hier durch die Hohlräume der Zuschlagstoffe erzeugt.
  • Eine besonders günstige Variante einen nicht brennbaren Leichtbeton mit Dichten bis herab zu 200 g/l herzustellen, ist Gegenstand der DE-OS 31 10 658. Dieses Verfahren ist dadur-ch gekennzeichnet, daß man 100 Gewichtsteile eines Gemisches aus 30 bis 70 Gewichtsprozent Zement und 70 bis 30 Gewichtsprozent eines üblichen anorganischen Leichtzuschlagstoffes mit 0,03 bis 0,3 Gewichtsteilen eines wasserlöslichen Cellulöseethers und 80 bis 120 Gewichtsteilen einer wäßrigen Kunststoffdispersion mit einem Feststoffgehalt von 1 bis 10 Gevrichtsprozent unter Schaumerzeugung vermischt, den erhaltenen Schaum in eine Form füllt und erhärten läßt.
  • Als Zement eignet sich insbesondere Portland-Zement, vorzugsweise Portland-Zement der Festigkeitsklasse PZ 35.
  • Ein wesentlicher Bestandteil des Zement-Gemisches ist der anorganische Leichtzuschlagstoff. Bei dem genannten Verfahren wird insbesondere ein Blähgranulat verwendet, dessen Partikel Durchmesser von höchstens 6 mm, vorzugsweise von höchstens 5 mm, aufweisen. Beispicle hierfür sind Schaumglas, Bims sowie Blähglimmer (Vermiculit).
  • Die eingesetzte wäßrige Kunststoffdispersion ist insbesondere eine Dispersion eines Vinylester-Polymers oder
  • eines Acrylsäureester-Polymers, wobei die Polymeren Homopolymere oder Copolymere sind. Der Feststoffgehalt der Dispersion liegt im Bereich von 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugweise von 2 bis 5 Gewichtsprozent.
  • Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens ist die Verwendung eines wasserlöslichen Celluloseethers, der als Schaumstabilisator wirkt.
  • Besonders geeignet ist Methylcellulose, Carboxymethylcellulose und Methylhydroxyethylcellulose.
  • Das Verfahren wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß zunächst Zement, Leichtzuschlagstoff und Celluloseether innerhalb einer Zeitspanne von maximal 30 Sekunden miteinander vermischt werden und zu dem erhaltenen Gemisch dann die Kunststoffdispersion zugemischt wird. Das Mischen wird vorzugsweise in einem Zwangsmischer oder in einem Trommelmischer durchgeführt. Nach etwa 3 Minuten beginnt die Masse aufzuschäumen, und nach 5 bis 10 Minuten ist das Aufschäumen beendet. Der Schaum wird dann in Formen (im vorliegenden Fall: Öffnungen von Kalksandstein- Rohlingen) gefüllt und gegebenenfalls darin leicht verdichtet, vorzugsweise durch Rütteln. Innerhalb von höchstens 15 Stunden ist der Schaum erhärtet.
  • Eine weitere Möglichkeit, nicht mehr expandierende fließfähige Dämmstoff-Vorstufen herzustellen, besteht darin, strukturviskose Kalziumsilicat-Aufschlämmungen niedriger Dichte zu trocknen. Solche Kalziumsilicat-Aufschlämmungen können z.B. hergestellt werden, nach dem in der europäischen Patentschrift 00 75 85 beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Kalziumoayd/Siliciumdioxyd-Ausgangsmischung (aber unter Weglassen des dort angegebenen Schrittes des unter Entwässern erfolgenden Formens). In diesem Fall wird die niedrige Dichte des Dämmstoffes erzeugt durch das Herausdampfen von Wasser aus der eingesetzten Dispersion unter gleichzeitiger Bildung von Hohlräumen. Auch bei diesem Verfahren kann eine rieselfähige Kalksandstein-Rohmasse mit einem Wassergehalt von 3 bis 7 % oder eine fließfähige, aufgeschäumte Kalksandstein-Rohmasse eingesetzt werden.
  • Die durch Aushärten erhaltenen Dämmstoffe besitzen eine gute Druckfestigkeit und können somit ein Bauwerk mittragen. Daher läßt. sich die Geometrie der Hohlräume der Kalksandsteine für eine optimale Wärmedämmung verändern. Man kann z.B. die (gefüllten) Hohlräume im Kalksandstein vergrößern und die Stärke der Stegverbindungen zwischen zwei Hohlräumen oder Hohlraum und Außenseite verringern.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der erfindungsgemäßen quaderförmigen anorganischen Verbundsteine besteht darin, daß man in eine Form mindestens 1 Stück eines anorganischen (bereits ausgehärteten) Dämmstoffs einbringt und gegebenenfalls fixiert, es mindestens teilweise mit einer riseselfähigen Kalksandstein-Rohmasse mit 3 bis 7 % Wassérgehalt umgibt, man die Kalksandstein-Rohmasse durch Einwirken von Druck vorverfestigt, man den mit den Dämmstoff verbundenen Rohling der Form entnimmt und durch Behandeln mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar aushärtet. Für dieses Verfahren werden vorzugsweise Kalksandstein-DIN-Formen eingesetzt. Das Einwirken von Druck geschieht vorzugsweise so, daß man mit einem geeignet geformten Stempel nur auf die Kalksandstein-Rohmasse, nicht aber auf den eingebractten festen Dämmstoff, drückt. Der eingebrachte Dämmstoff ist vorzugsweise stabförmig (mit rundem oder viereckiger Querschnitt). Minde- stems eine Stirnseite des Stabes, vorzugsweise aber beide Stirnseiten, sollen bündig mit den Seiten des Verbund- steines abschlieten, d.h. Dieht ven Kolksandstein-Roh- masse umgeben weden. In letzterem Fall entspricht die Höhe des einzebnaehten zugeschnitteren Dämmatoffteils der endgültigen Steinhöhe. Im übrigen soll der eingebrachte stabförmige anorganische Dämmstoff von allen Seiten in Kalksandstein-Rohmasse eingebettet sein. Falls der eingebrachte Dämmstoff plattenförmig ist, werden vorzugsweise beiden Plattenflächen von Kalksandstein-Rohmasse bedeckt, so daß ein Sandwich entsteht.
  • Die maximal möglichen Drücke richten sich nach der Art der verwendeten Dämmstoffe. Dämmstoffe mit einer höheren Dichte und einer größeren Druckfestigkeit erlauben höhere Preßdrucke als Dämmstoffe mit einer geringen Dichte.
  • An Stelle einer rieselfähigen Kalksandstein-Rohmasse kann auch hier eine fließfähige, verschäumte Kalksandstein-Rohmasse eingesetzt werden, die unter Zusatz von Porenbildnern, Zement und Luft hergestellt wurde. Diese Kalksandstein-Rohmasse bindet wegen des Gehalts an Zement von selbst ab, wobei es jedoch nicht zur vollständigen Aushärtung kommt. Daher muß auch hier nach Entnahme aus der Form der Kalksandstein-Rohling mit dem darin enthaltenen Dämmstoff anschließend hydrothermal durch Behandeln mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar ausgehärtet werden. Auch bei diesem Verfahren ist es bevorzugt, wenn der eingebrachte Dämmstoff stab- oder plattenförmig ausgestaltet ist.
  • Für dieses Verfahren, bei dem der Dämmstoff umgossen wird, eignen sich auch Dämmstoffe aus Mineralfasern. Es kommt dabei zu einer besonders guten Verbindung Dämmstoff/Kalksandstein.
  • Sofern kan bereits ausgehäriete Dämmstoffe einsetzt, müssen diese gegenüber der Behandlung mit überhitztem Wasserdampf beständig sein. Geeignet sind z.B. geschäumtes Glas, Mineralfaserdämmstoffe, Calciumsilikatdämmstoffe, Leichtbeton und der Phosphatdämmstoff gemäs PE-OS 31 40 011. Bsi einer Dichte von 200 g/l hat dieser Phorphet diremteffeine Druckfestigkeit von ca. 60 N/cm2. Hier können auf die Kalksandsteinmasse maximale Drucke von ca. 150 N/cm2 aufgebracht werden.
  • Auch der frisch expandierte Phosphatdämmstoff ist vor der Aushärtung einsetzbar. Er ist zu diesem Zeitpunkt z.B. gut schneidbar aber gegen Wasser noch nicht gut beständig. Die Druckfestigkeit ist geringer als beim fertig ausgehärteten Dämmstoff.
  • Die Aushärtung der mit dem Dämmstoff versehenen Rohlinge erfolgt unter Bedingungen, die in der Kalksandstein-Industrie üblich sind. Bewährt hat sich z.B. folgender Zyklus:
    • 1 Stunde Aufheizen auf 200°C,
    • 4 Stunden Halten bei 200°C (entspricht einem Druck von 16 bar),
    • 3 Stunden Abkühlen und Entspannen.
  • Die Mindesttemperatur für die Härtung liegt bei 120°C (2 bar). Aus Gründen möglichst niedriger Taktzeiten sind jedoch wesentlich höhere Temperaturen bevorzugt.
  • Wegen der ausgezeichneten Haftung zwischen Dämmstoff und Kalksandstein lassen sich auch Sandwichsteine herstellen. Durch den angewandten Druck wird die Kalksandmasse in die Poren des Dämmstoffs gedrückt, wo sie sich während der hydrothermalen Härtung mit dem Dämmstoffgemisch chemisch und/oder physikalisch verbindet. Eine Verbesserung der Haftung kann u.a. noch durch eine geeignete Formgebung der beiden Komponenten so z.B. durch Einschnitte, Sägezahnmuster oder Hinterschneidungen, erreicht werden.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundstciue kann man auch in Hohlräume fertiger Hohltloek-Kalksandsteine eine cxpandicrfähige Dämmsteff-Verstufe einfülllen, diese expandieren lassen und ansehließenc aushärten. Bei Verwendung der in der DE-OS 31 40 011 besehriebence empar- dierfähigen Dämmstoff-Vorstufe auf Phosphatbasis kann die Aushärtung durch Erhitzen auf Temperaturen von 300 bis 350°C oder durch Behandlung mit überhitztem Wasserdampf erfolgen. Nachteilig an dieser Variante ist, daß der Kalksandstein zweimal (bei seiner Herstellung und bei der Aushärtung der Dämmstoff-Vorstufe) erhitzt werden muß.
  • Die erfindungsgemäßen Verbundsteine weisen gegenüber herkömmlichen Kalksandsteinen eine Reihe von Vorteilen auf. Die Wärmedämmung ist.gegenüber normalen Voll- oder Hohlblocksteinen entscheidend verbessert. Damit hat man eine Möglichkeit auf die aufwendige und teure zweischalige Bauweise zu verzichten.
  • Die Wandstärken der neuen Verbundsteine können wegen der verminderten Knickbruchgefahr verringert werden. Aus diesen Gründen können die Dämmstoff-Anteile auch so angeordnet werden, daß sie den Wärmefluß optimal verringern.
  • Der hohe Schallschutz der. Kalksandsteine bleibt erhalten. Die Wärmespeicherfähigkeit einer Wand aus Kalksandsteinen bleibt, bei geeigneter Anordnung der Steine, ebenfalls erhalten.
  • Der Einsatz von anorganischen Dämmstoffen in Kalksandsteinen führt zu Verbundsteinen, die alle Forderungen der DIN-Norm 4102, Klasse A 1 (nicht brennbar) erfüllen. Im Brandfall geben die Materialien keine toxischen Gase ab.
  • Einige Möglichkeiten der räumlichen Anordnung von Dämmstoff und Kalksandstein in Verbundstcinen mit inetgrierter Wärmedämmung sind beispielbaft in Figur 1 - 10 dar- gestellt.
  • Die gezeichneten Kalksandsteine entsprechen in ihren äußeren Abmessungen (24 x 17,5 x 11,3 cm) dem Format 3DF gemäß DIN 106.
  • Der Kalksandstein (1) ist weiß, der Dämmstoff (3) gepunktet gezeichnet. Die Dämmstoffteile erstrecken sich von der Oberseite bis zur Unterseite der Steine, so daß die Unterseite der gezeichneten Steine genauso aussieht wie die Oberseite. In Figur 1 sind auch 2 Hohlräume (2) dargestellt, die noch mit Dämmstoff gefüllt werden.
  • Die Steine gemäß Figur 1 - 6 werden zum Erreichen des größten Wärmewiderstandes der Wand so verwendet, daß die Dämmschichten parallel zur Wand verlaufen. Die symmetrisch aufgebauten Steine gemäß Figur 7 - 10 zeigen beim Einbau keine wesentlichen Unterschiede bezüglich Dämmwirkung in Abhängigkeit von der Einbaurichtung. Bei den Steinen gemäß Figur 1, 5 und 7 - 10 sind alle Dämmstoffteile an vier Seiten von Kalksandstein umgeben. Beim Stein gemäß Figur 4 sind alle Dämmstoff-Schichten an drei Seiten von Kalksandstein-Masse umgeben.
  • Beim Stein gemäß Figur 3 ist ein Dämmstoff-Teil von zwei gegenüberliegenden Seiten von Kalksandstein-Masse umgeben (Sandwich), zwei Dämmstoff-Teile sind an drei Seiten und ein Dämmstoff-Teil an vier Seiten von Kalksandstein-Masse umgeben.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
    • Beispiel 1
  • Ein gegossener Kalksandstein KSHbl 30a (DIN 106) mit den äußeren Abmessungen 30 x 24 x 23,8 cm besitzt im Abstand von 1,6 cm zur Schmalseite einen Hohlraum von 4,8 x 20,8 x 23,8 cm. Dieser Hohlraum wird wie folgt mit einem anorganischen Dämmstoff gefüllt:
    • 220 g Portlandzement PZ 35, 60 g eines Füllstoffes (Flugasche aus der Ferrosiliciumherstellung mit 80 - 90 % SiO2), 18 g eines fein gemahlenen Dolomits (Korngröße 10 µm), 3 g basisches Magnesiumcarbonat sowie 20 g Talkum werden fein gemischt. Diese Mischung gibt man unter Rühren zu 150 g einer linear kondensierten Polyphosphorsäure mit einem Gehalt von 84 % F2O5. Die Masse wird nach 1 Min. Mischzeit pastös und wird nach 75 sec. in den Hohlraum des Kalksandsteines gegeben. Die Masse beginnt nach 2 Minuten aufzuschäumen, nach 7 Minuten 30 sec. ist der Aufschäumungsvorgang beendet und der Hohlraum vollständig mit dem anorganischen Dämmstoff gefüllt. Ein Überschäumen wird durch Auflegen einer Platte verhindert. Der so gefüllte Kalksandstein wird nach 5 Minuten in einem Autoklaven mit Wasserdampf gehärtet. Die Aufheizzeit auf 170°C betrug 3 Stunden, die Härtungszeit 10 Stunden, danach wurde langsam während 5 Stunden abgekühlt.
  • Die Haftung zwischen Dämmstoff und Kalksandstein ist sehr gut. Man erhält so einen Hohlblock-Kalksandstein, dessen Hohlraum mit einem anorganischen Dämmstoff der Dichte 165 g/l vollständig gefüllt ist.
    • Beispiel 2
  • In eine quaderförmige Form Eit der Grundfläche 24 x 17,5 em und der Höhe 13 em werden 3 Dämmstoffplatten mit den Abmessungen 13,5 x 11 x 4 et senkrecht so eingestellt und fixiert, daß die Seiten 4 x 13,5 em der Platten den Beden berühren, die Platten zueinander parallel sind und sowohl voneinander wie von den Seiten 17,5 x 13 cm der Form jeweils 3 cm und von den Seiten 24 x 13 cm der Form jeweils 2 cm entfernt sind.
  • Die Dämmstoffplatten sind anorganisch und phosphathaltig. Sie werden nach dem Verfahren von Beispiel 4 hergestellt.
  • 4,6 kg einer feuchten Kalksand-Mischung, bestehend zu 80,5 % aus Sand (Korngr. 0 - 3 mm) und 13,5 % aus Ca(OH)2 und 6,0 % Wasser wird um die Dämmstoffplatten herum in die Form gefüllt, gleichmäßig verteilt , leicht gerüttelt und durch leichten Druck vorverfestigt. Die Kalksand-Mischung überragt die Oberseite der eingestellten Plattenum 1 bis 2 cm. Mit einem 4 cm dicken Deckel, der an den Positionen, wo sich die Dämmstoffplatten befinden, 2 cm tief ausgefräst ist, wir die Form geschlossen. Während 3 sec. wird auf den Deckel ein Druck von 2580 kp aufgebracht. Durch die Konstruktion des Deckels wird erreicht, daß nur die Kalksandsteinmasse diesem Druck ausgesetzt wird.
  • Es wird ausgeschalt und der entnommene Rohling im Autoklaven durch Wasserdampf gehärtet (Aufheizzeit auf 16 bar (= 200°C) 2 Stunden, Härtungszeit 4 Stunden, Abkühlen während 4 Stunden).
  • Man erhält einen Kalksandstein vom Format 3 DF mit integrierter Wärmedämmung (Volumenanteil Dämmstoff 39 %), mit festen Kanten, hoher Druckfestigkeit und einer durchschnittlichen Dichte von 980 g/l. Ein solcher Stein ist in Figur 1 abgebildet.
    • Beispiel 3
  • Herstellung eines phosphathaltigen Dämmstoffs.
    • 40 g einer Flugasche (bestehend zu 80 bis 90 % aus Si02)
    • 12 g fein gemahlener Dolomit (Korngröße 10 um)
    • 2 g basisches Magnesiumearbonat

    werden in.einer Kugelmühle während 2 Stunden fein vermahlen.
  • 100 g einer linear kondensierten Polyphosphorsäure mit einem Gehalt von 84 % P205 werden mit 2 g Glasfasern (Länge 3 mm, 0 5 µm) vermischt, dazu gibt man unter Rühren die Pulvermischung. Während des Rührvorgangs ist die Masse zuerst krümelig, sie wird nach 30 sec. unter leichter Erwärmung pastös. Nach 1 Minute Mischzeit wird die Masse in eine Metallform gegeben. Darin dehnt sie sich auf das ca. 10-fache des Ausgangsvolumens aus. Die Temperatur steigt während 5 Minuten langsam auf 80°C. Bei Erreichen dieser Temperatur springt die Umsetzung an und unter sehr schneller Temperaturerhöhung auf 215°C wird der Schaumstoff fest. Eine kleine Probe wird mit Wasser benetzt, das Material reagiert stark sauer. Der Schaumstoff wird nach 10 Minuten der Form entnommen und in einem Labor-Autoklaven (2 1) gegeben. Dazu gibt man ca. 200 ml Wasser. Der Autoklav wird auf 150°C erwärmt; dabei stellt sich ein Druck von 4,5 bar ein. Nach 2 Stunden wird der Autoklav abgeschaltet und man läßt ihn abkühlen. Ean erhält einen Schaumstoff mit einer Dichte von ca. 210 g/l mit hervorragender Druckfestigkeit.
  • Aus dem Schaumstoff lassen sich durch Sagen Stücke mit den gewünsehten Abmessungen erhalten.
    • Beispiel 4
  • Herstellung eines phosphathaltigen Dämmstoffs.
  • In einer Kugelnühle werden
    • 170 g Portlandzement PZ 35
    • 15 g fein gemahlener Dolomit
    • 10 g Talkumpulver (Korngröße unter 20 µm) und
    • 30 g Flugasche (SiO2-Füller N der SKW Trostberg, ca. 80 - 90 % SiO2)

    während 2 Stunden fein gemahlen. Das Gemisch wird in 100 g Polyphosphorsäure (84 % P2O5) eingerührt und dann in eine Form gegossen. Die Temperatur steigt während 6 Minuten langsam auf 75°C, dabei bläht sich das Gemisch stark auf und reagiert unter Erwärmung auf 195°C. Der erhärtete Schaumstoff wird in einem Trockenschrank auf 300°C erwärmt und 5 Minuten bei dieser Temperatur belassen. Nach dem langsamen Abkühlen erhält man einen sehr festen Schaumstoff mit einem mittleren Porendurchmesser von 2 mm und einer Dichte von 180 g/l.
  • Aus dem Schaumstoff werden durch Schneiden oder Sägen Dämmstoffstucke der gewünschten Abmessungen gewonnen.
    • Beispiel 5
  • In eine quaderförmige Form mit der Grundfläche 20 x 20 cm und der Höhe 8 cm werden Dänmistoffstücke mit den Abmessungen 8 x 8 x 4 cm und 16 x 8 x 4 cm senkrecht in der Anordnung gemäß Figur 11 eingesetzt, wobei (4) die Form bedeutet.
  • Die Dämmstoffstücke wurden gemäß Beispiel 4 hergestellt.
  • Zur Herstellung einer Kalksandstein-Masse wird zunächst aus 1,2 1 Wasser und 20 g eines Schäuners (Schäumer Nr. 1 der SKW Trostberg) durch kräftiges Rühren ein Schaum hergestellt. In diesem Sehaum wird ein Gemseh aus 1600 g Quarzmehl (Korngrößenbereich 0 - 315 µm, Gehalt an SiO, ca. 99 %), 530 g Ca(OH)2 und 200 g Portlandzement PZ 55 eingerührt. Die entstenende Sehaummasse wird in die Form gogossen, so daß sie die Dämmstoffstüeke seitlieh vollständig umgibt.
  • Nach 2 Stunden wird ausgeschalt und der Stein während 10 Stunden bei 170°C (= 8 bar) mit Wasserdampf gehärtet.
  • Nach dem-Abkühlen erhält man einen Kalksandstein 20 x 20 x 8 cm mit integrierter Wärmedämmung. Der Dämmstoffanteil beträgt 34 Vol.-%. Die durchschnittliche Dichte beträgt 500 g/l.
  • Zu dem gleichen Ergebnis kommt man, wenn man den eingesetzten phosphorhaltigen Dämmstoff nach dem in Beispiel 3 angegebenen Verfahren im Autoklaven aushärtet.
    • Beispiel 6
  • Beispiel 5 wird wiederholt, jedoch wird als Dämmstoff geschäumtes Glas der Dichte 135 g/l eingesetzt. Man erhält einen Kalksandstein mit integrierter Wärmedämmung der durchschnittlichen Dichte 480 g/l.

Claims (21)

1. Quaderförmiger anorganischer Verbundstein bestehend aus einem Kalziumsilikathydratstein, der gegebenenfalls noch mit Luft gefüllte Kanäle aufweisen kann und der eine Rohdichte von 0,6 bis 2 kg/dm3 aufweist, im Verbund mit einem anorganischen Dämmstoff der Rohdichte 0,05 bis 0,3 kg/dm3.
2. Verbundstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmstoff eine Schicht oder einen Kanal oder mehrere zueinander parallele Schichten oder Kanäle bildet, die den Kalziumsilikathydratstein durchziehen.
3. Verbundstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten oder Kanäle auf mindestens einer Seite, vorzugsweise mindestens 2 Seiten, des Verbundsteines sichtbar sind.
4. Verbundstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten des Dämmstoffs parallel zu einer Seite des Quaders verlaufen.
5. Verbundstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle des Dämmstoffs senkrecht zu einer Seite des Quaders verlaufen.
6. Verbundstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß keine Kante des Quaders völlig aus anorganischem Dämmstoff gebildet ist.
7. Verbundstein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kanten völlig aus Kalziumsilikathydrat gebildet sind.
8. Verbundstein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er als Sandwich ausgebildet ist, dessen zwei äußere Schichten aus Kalziumsilikathydratstein bestehen zwischen denen eine Schicht aus anorganischem Dämmstoff angeordnet ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines anorganischen Verbundsteines gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einer Kalksandstein-Rohmasse mit mindestens 3 % Wassergehalt einen Rohling mit mindestens einem Hohlraum formt, in mindestens einen Hohlraum des Rohlings eine expandierfähige anorganische Dämmstoff-Vorstufe einfüllt, diese expandieren läßt und man den Rohstein mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar behandelt und so Kalksandstein-Rohling und expandierte Dämmstoff-Vorstufe aushärtet.
10. Verfahren zur Herstellung eines anorganischen Verbundsteines gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einer Kalksandstein-Rohmasse mit mindestens 3 % Wassergehalt einen Rohling mit mindestens einem Hohlraum formt, in mindestens einen Hohlraum des Rohlings eine wasserhaltige, fließfähige bereits expandierte anorganische Dämmstoff-Vorstufe einfüllt und man den Rohstein mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar behandelt und so Kalksandstein-Rohling und gegebenenfalls Dämmstoff-Vorstufe aushärtet.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine rieselfähige Kalksandstein-Rohmasse mit einem Wassergehalt von 3 bis 7 % eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine fließfähige, aufgeschäumte Kalksandstein-Rohmasse eingesetzt wird, die unter Zusatz von Porenbildnern, Luft und Zement hergestellt wurde.
13. Verfahren zur Herstellung eines anorganischen Verbundsteines gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Form mindestens ein Stück eines anorganischen Dämmstoffs einbringt und gegebenenfalls fixiert, es mindestens teilweise mit einer rieselfähigen Kalksandstein-Rohmasse mit 3 bis 7 % Wassergehalt umgibt, man die Kalksandstein-Rohmasse durch Einwirken von Druck vorverfestigt, den mit dem Dämmstoff verbundenen Rohling der Form entnimmt und durch Behandeln mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar aushärtet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem geeignet geformten Stempel nur auf die Kalksandstein-Rohmasse, nicht aber auf den eingebrachten Dämmstoff, drückt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Dämmstoff stabförmig ist und man ihn, mit Ausnahme mindestens einer Stirnseite, völlig von Kalksandstein-Rohmasse umgibt.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Dämmstoff plattenförmig ist und beide Plattenflächen von Kalksandstein-Rohmasse bedeckt werden.
17. Verfahren zur Herstellung eines anorganischen Verbundsteines gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man .in eine Form mindestens ein Stück eines anorganischen Dämmstoffs einbringt und gegebenenfalls fixiert, es mindestens teilweise mit einer fließfähigen, aufgeschäumten Kalksandstein-Rohmasse umgibt, die unter Zusatz von Porenbildnern, Luft und Zement hergestellt wurde, man die Kalksandstein-Rohmasse abbinden läßt, man den mit dem Dämmstoff verbundenen Rohling der Form entnimmt und durch Behandeln mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar aushärtet.
18. Verfahren nach Anspruch 13 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Dämmstoff stab- oder plattenförmig ist.
19. Verfahren zur Herstellung eines anorganischen Verbundsteines gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einen ausgehärteten Kalksandstein mit mindestens einem Hohlraum eine expandierfähige Dämmstoff-Vorstufe einfüllt, diese expandieren läßt und aushärtet.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dämmstoff-Vorstufe unter Hitzeeinwirkung aushärtet.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dämmstoff-Vorstufe mit überhitztem Wasserdampf von mindestens 2 bar aushärtet.
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