EP1805114A2 - Leichtbeton - Google Patents

Leichtbeton

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Publication number
EP1805114A2
EP1805114A2 EP05790162A EP05790162A EP1805114A2 EP 1805114 A2 EP1805114 A2 EP 1805114A2 EP 05790162 A EP05790162 A EP 05790162A EP 05790162 A EP05790162 A EP 05790162A EP 1805114 A2 EP1805114 A2 EP 1805114A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lightweight concrete
filler material
concrete according
glass foam
grain
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05790162A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dvorak
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.)
EXXAG INVESTMENTS Ltd
Original Assignee
"TECHNOPOR" Handels GmbH
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 "TECHNOPOR" Handels GmbH filed Critical "TECHNOPOR" Handels GmbH
Publication of EP1805114A2 publication Critical patent/EP1805114A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/002—Hollow glass particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/22—Glass ; Devitrified glass
    • C04B14/24—Glass ; Devitrified glass porous, e.g. foamed glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
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    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention relates to a lightweight concrete, which consists of glass foam granules at least one grain fraction with a binder, preferably cement, bitumen or synthetic resin. Furthermore, the invention also relates to a method for producing lightweight concrete.
  • Fuller curve is generally state of the art and can be found in the relevant literature and the corresponding standards.
  • a disadvantage of the above-mentioned lightweight concrete types and their production is mainly the production of fine fraction, since this must be carried out with complex mechanical processes.
  • Another serious disadvantage is the fact that in the production of fine fraction heavy environmental pollution can be avoided only by the most expensive precautions. It is therefore an object of the invention to provide a lightweight concrete of the type cited, which on the one hand avoids the above disadvantages and on the other hand can be produced efficiently and economically.
  • the lightweight concrete according to the invention is characterized in that the glass foam granules have a grain fraction at least the size 2, preferably at least the size 4, and that as fine fraction, a filler material having a grain fraction to 4, preferably to 2, and a volume fraction of
  • Lightweight concrete from 0.1 to 50%, preferably from 0.1 to 25%.
  • the lightweight concrete according to the invention it is now possible to produce a building material for optimal economic aspects, which also meets the corresponding requirements, be it the relevant standards or other legal provisions, with certainty.
  • prefabricated elements such as lightweight components, monolithic walls or structural concrete, but also bricks, in particular hollow bricks, attachment elements, soundproofing elements or ready-mixed concrete or in-situ concrete can be produced from the lightweight concrete according to the invention.
  • the lightweight concrete according to the invention for the various applications is made of glass foam granules, according to the required grain size and Komge Stahlges and a binder or a filler material for the desired properties.
  • filler material for the lightweight concrete according to the invention in particular a commercially available, commercially available product is used. According to the Requirements for the lightweight concrete according to the invention is selected in the filler material palette. Corresponding examples are given below.
  • the lightweight concrete produced in this way can be produced with economic outlay in accordance with its intended use.
  • the proportion of glass foam granules is a maximum of 75%.
  • Organic glass spheres preferably with a sintered surface used.
  • Such a filler material has a lower weight than the fine fraction of the glass foam granules, whereby an extremely lightweight concrete is produced.
  • expanded clay sand is used as filler material.
  • this filler material the compressive strength of the lightweight concrete according to the invention thus produced is increased.
  • the use of expanded clay sand allows moisture storage in lightweight concrete.
  • pumice is used as filler material.
  • This naturally occurring filler material blends seamlessly into today's trend-setting bio-philosophy of living and also allows in combination with glass foam granules good thermal insulation and sufficient compressive strength.
  • natural sand or fly ash is used as filler material.
  • This filler material is also trendy the bio-philosophy and has the high specific gravity high compressive strength of lightweight concrete.
  • the filler material used is preferably comminuted, expanded and / or extruded polystyrene. As a result, a very lightweight and highly insulating lightweight concrete is produced.
  • perlites are used as the filler material.
  • This filler material is not only very light, but its characteristics are a compromise between expanded clay sand and blown glass beads.
  • hemp fibers are used as filler material.
  • Hemp fibers serve as a reinforcement, similar to a reinforcement, and increase the flexural and compressive strength.
  • the hemp fibers serve as insulation additives.
  • they serve for water storage and moisture buffering, so that a particularly favorable living climate is achieved.
  • Hemp is also one of the few natural fibers that are resistant to microbial attack and very much in line with today's ecological trend.
  • As a secondary effect for hemp fibers it can be seen that the cultivation of this natural product promotes agriculture and in the course of its growth stores three times as much nitrogen oxides as conventional plants. This fertilization of the soil for subsequent plants is practically no longer necessary.
  • the lightweight concrete has a closed grain structure.
  • a lightweight concrete with a closed KomgeHoge is needed especially in the production of monolithic walls.
  • such a lightweight concrete can also be used for precast parts of any kind or construction elements, for example, scarf protection elements.
  • an air entraining agent is added. As a result, a lightweight concrete can be produced economically, which is light and yet has a completely closed surface.
  • the lightweight concrete has an open or heap-porous Komge Suite.
  • Such lightweight concrete is used primarily in the production of bricks, especially hollow bricks, use.
  • the lightweight concrete is a
  • Foaming agent added. This foaming agent fills the cavities between the individual glass foam granules. Since the specific gravity of this foaming agent is far below the specific weight of a glass foam granulate fine fraction, an extremely lightweight concrete is achieved. In addition, both very high static requirements, as well as very high heat-insulating parts, even in exposed concrete quality, can be realized cost-effectively.
  • a starch ether is added to the lightweight concrete.
  • a starch ether in the dosage of, for example, 0.025 to 0.5% by weight of the binder, for example cement, in particular segregation during processing is avoided. This is particularly advantageous when processing masses with different grain densities, such as glass foam granules and polystyrene or sand.
  • the starch ether acts like an adhesive, which glides past the individual grains and thus prevents segregation.
  • the object of the invention is also to provide an extremely economical process for the production of lightweight concrete.
  • the inventive method is characterized in that the glass foam granules exclusively from a mixture of Glasmeh! and silicon carbide is prepared, wherein in a conventional manner, the glass powder and the silicon carbide are dry mixed and the mixture is subsequently blown in a thermal process.
  • the glass foam sheets produced in the thermal process are treated shock-like immediately after the thermal process with a gaseous or liquid coolant.
  • a gaseous or liquid coolant be it air, water or steam, for example, can directly influence the breaking of the material leaving the blast furnace.
  • the hot material with the coolant for example in the form of a jet or flat, treated.
  • the desired particle size of the refracting glass foam granules can be achieved by far.
  • the glass foam plates produced in the thermal process are comminuted with a mechanical device, for example a spiked roller with cutting tools.
  • a mechanical device for example a spiked roller with cutting tools.
  • the spiked roller arranged directly or near the furnace outlet could move at the circumferential speed of the material ejection.
  • a refraction of the glass foam plate is carried out in accordance with a sieve curve, which is deviating, especially in the smaller grain fractions strongly different, the Fuller sieve curve.
  • a sieve curve is sought, which in some areas of the Fuller curve aware differs.
  • the glass foam granules are coated or flooded with a high-strength, high-viscosity binder, for example by immersion or flooding.
  • This self-supporting soundproofing elements can be produced.
  • Another advantage of this lightweight concrete lies in an above-average absorption behavior and the ability to carry self-supporting elements.
  • the lightweight concrete is mixed with a filler material, in particular a high-strength, high-viscosity binder.
  • a filler material in particular a high-strength, high-viscosity binder.
  • the lightweight concrete according to the invention produced by the process according to the invention, can very well fulfill the European Standard EN 13055-1 or the ⁇ NORM B 4200 Part 1 1.
  • Example 1 very light finished parts, highly heat-insulating and corresponding compressive strength, for example facing concrete in terrace slabs: 67-72% by volume glass foam granules of the grain group 4/8 and 8/16 with closed Komgeglage, the 28-33 VoI% Blähglaskugeln, especially with sintered surface or Pumice of grain size ⁇ 4 is added as filler material.
  • Example 2 lightweight finished parts, thermal insulation and increased compressive strength, for example structural concrete elements:
  • Example 3 extremely lightweight finished parts, particularly high thermal insulation and extremely economical production, for example, monolithic wall elements for the
  • Example 5 lightweight ready-mix concrete or in-situ concrete, for example for basement ceilings: 60-65% by volume of glass foam granules of grain groups 4/8 and 8/16 or 16/22 with closed grain structure, 35-40% by weight of natural sand of grain size ⁇ 4 as filler material is buried.
  • Example 6 Extremely light ready-mix concrete or in-situ concrete, for example heat-insulating walls for industrial buildings: 60-75% by volume of glass foam granules of grain groups 4/8 and 8/16 with closed grain structure containing 25-40% by volume of expanded glass spheres or pumice of grain size ⁇ 4 as filler material is buried.
  • Example 7 drainage-capable and heat-insulating cast-in-situ concrete, for example industrial intermediate floors:
  • Example 8 Acid-resistant lightweight concrete, for example for biogas plants: 65-70% by volume of glass foam granules of grain groups 4/8 and 8/16 or 8/16 and 16/32 with a closed grain structure containing 30-35% by weight of expanded glass beads of particle size ⁇ 4 and a sealant based on water glass with a special catalyst are buried.
  • Example 9 Sound-absorbing and heat-insulating leveling layer for false ceiling: 50-75% by volume of glass foam granules of grain group 16/32 or 32/50 with grain-like grain structure containing 25-50% by volume of expanded glass spheres of grain size ⁇ 2 is buried It is deliberately omitted to the grain size 2/4 to 8/16 or 2/4 to 16/32
  • Example 1 1 ecological and moisture-compensating lightweight concrete up to 60% by volume glass foam granules of grain group 4 - 16 with closed-pore
  • Example 12 individually tunable, high thermal insulation lightweight concrete for wall
  • Glass foam granules are coated with a high-strength and high-viscosity special binder.
  • the glass foam granules can be used as a single grain or as a multi-core.
  • the physical properties corresponding to the lightweight concrete according to the invention such as density, grain group, particle size distribution, grain shape, water content, grain strength and also the chemical properties, such as organic and inorganic constituents or reactivities, can be influenced by the use of the filler material.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leichtbeton, der aus Glasschaumgranulat mindestens einer Kornfraktion mit einem Bindemittel, vorzugsweise Zement, Bitumen oder Kunstharz, besteht. Das Glasschaumgranulat weist eine Kornfraktion mindestens der Größe 2, vorzugsweise mindestens der Größe 4, auf. Als Feinanteil ist ein Füllermaterial mit einer Kornfraktion bis 4, vorzugsweise bis 2, und einem Volumenanteil am Leichtbeton von 0,1 bis 50 %, vorzugsweise von 0,1 bis 25 %, enthalten. Als Füllermaterial können beispielsweise Blähglaskugeln, vorzugsweise mit einer gesinterten Oberfläche, verwendet werden.

Description

Leichtbeton
Die Erfindung betrifft einen Leichtbeton, der aus Glasschaumgranulat mindestens einer Kornfraktion mit einem Bindemittel, vorzugsweise Zement, Bitumen oder Kunstharz, besteht. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton.
Aus der EP 1 044 938 A1 ist es bekannt, gebrochenes Schaumglas als Zuschlagsstoff für eine mit einem Bindemittel gebundene fließfähige Gussmasse zu verwenden. Dabei sollen die Zuschlagsstoffe eine der Fullerkurve angenäherte Siebkurve aufweisen. Nachteilig dabei ist, dass zur Erreichung der Korngrößen der Zuschlagsstoffe entsprechend einer Fullerkurve aufwendige Arbeitsvorgänge, wie mechanische Zerkleinerungen, notwendig sind.
Die Definition der Fullerkurve ist allgemeiner Stand der Technik und kann der einschlägigen Fachliteratur sowie den entsprechenden Normen entnommen werden.
Auch die Verwendung eines Monokoms aus gebrochenen Schaumglasbrocken als Zuschlagsstoff für Leichtbeton ist aus der EP 0 012 1 14 A sowie aus der JP 10 203836 A bekannt.
Weiters ist aus der EP 0 292 424 A1 bekannt, Schaumkörper aus Glasmehl und einem besonderen Aktivator herzustellen.
Nachteilig bei den oben angeführten Leichtbetonarten und deren Herstellung ist vor allem die Erzeugung des Feinanteiles, da dieser mit aufwendigen mechanischen Vorgängen durchgeführt werden muß. Ein weiterer gravierender Nachteil ist darin zu sehen, dass bei der Erzeugung des Feinanteiles schwere Umweltverschmutzungen nur durch aufwendigste Vorkehrungen vermieden werden können. Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Leichtbeton der eingangs zitierten Art zu schaffen, der einerseits die obigen Nachteile vermeidet und der anderseits rationell und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Der erfindungsgemäße Leichtbeton ist dadurch gekennzeichnet, dass das Glasschaumgranulat eine Kornfraktion mindestens der Größe 2, vorzugsweise mindestens der Größe 4, aufweist und dass als Feinanteil ein Füllermaterial mit einer Kornfraktion bis 4, vorzugsweise bis 2, und einem Volumenanteil am
Leichtbeton von 0,1 bis 50 %, vorzugsweise von 0,1 bis 25 %, enthalten ist. Mit dem erfindungsgemäßen Leichtbeton ist es erstmals möglich, ein Baumaterial nach optimalen wirtschaftlichen Gesichtspunkten herzustellen, das auch die entsprechenden Anforderungen, seien es die einschlägigen Normen oder sonstigen gesetzlichen Bestimmungen, mit Sicherheit erfüllt. So können aus dem erfindungsgemäßen Leichtbeton Fertigelemente, wie Leichtbauteile, monolithische Wände oder Konstruktionsbeton, aber auch Ziegel, insbesondere Hohlziegel, Vorsatzelemente, Schallschutzelemente oder Transportbeton oder Ortsbeton hergestellt werden. Der erfindungsgemäße Leichtbeton für die verschiedenen Anwendungen wird aus Glasschaumgranulat, entsprechend der erforderlichen Korngröße und des Komgefüges und einem Bindemittel bzw. eines Füllermaterials für die gewünschten Eigenschaften hergestellt.
Der gravierende Vorteil dieses erfindungsgemäßen Leichtbetons ist vor allem darin zu sehen, dass bei der Herstellung des Glasschaumgranulates bewusst kein Feinanteil produziert wird. Dadurch ist eine Umweltbelastung, auch des Maschinenparks, durch Staub nicht gegeben. Weiters wird durch die Vermeidung des Feinanteiles keine Brechtechnik benötigt, die in den Bereich des Mahlens kommt. Diese normalerweise zwingenden Arbeitsvorgänge entfallen. Eine rationellere Herstellungsmethode ist dadurch gewährleistet.
Als Füllermaterial für den erfindungsgemäßen Leichtbeton wird insbesondere ein im Handel erhältliches, marktübliches Produkt verwendet. Entsprechend den Anforderungen an den erfindungsgemäßen Leichtbeton wird in der Füllermaterialpalette gewählt. Entsprechende Beispiele sind nachstehend angeführt.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung werden maximal zwei
Kornfraktionen des Glasschaumgranulates verwendet. Dadurch kann der derart hergestellte Leichtbeton mit wirtschaftlichem Aufwand entsprechend seinem Verwendungszweck hergestellt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Anteil an Glasschaumgranulat maximal 75%. Dadurch werden nicht nur die entsprechenden Normwerte erreicht, sondern der physische Eindruck von herkömmlichem Beton, insbesondere Leichtbeton, verstärkt hervorgerufen.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung werden als Füllermaterial
Biähglaskugeln, vorzugsweise mit einer gesinterten Oberfläche, verwendet. Ein derartiges Füllermaterial hat ein geringeres Gewicht als der Feinanteil des Glasschaumgranulates, wodurch eine extrem leichte Betonart hergestellt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird als Füllermaterial Blähtonsand verwendet. Durch die Verwendung dieses Füllermaterials wird die Druckfestigkeit des derart hergestellten erfindungsgemäßen Leichtbetons erhöht. Darüber hinaus wird durch die Verwendung von Blähtonsand eine Feuchtigkeitsspeicherung im Leichtbeton ermöglicht.
Nach einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird als Füllermaterial Bimsstein verwendet. Dieses in der Natur vorkommende Füllermaterial fügt sich nahtlos in die heute im Trend liegende Bio-Philosophie des Wohnens ein und ermöglicht auch in Kombination mit Glasschaumgranulat eine gute Wärmedämmung und eine ausreichende Druckfestigkeit.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird als Füllermaterial Natursand oder Flugasche verwendet. Auch dieses Füllermaterial liegt im Trend der Bio-Philosophie und weist durch das höhere spezifische Gewicht eine hohe Druckfestigkeit des Leichtbetons auf.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird als Füllermaterial, vorzugsweise zerkleinertes, expandiertes und/oder extrudiertes Polystyrol verwendet. Dadurch wird ein überaus leichter und hoch wärmedämmender Leichtbeton herstellbar.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden als Füllermaterial Perlite verwendet. Dieses Füllermaterial ist nicht nur sehr leicht, sondern ist von seinen Eigenschaften her, ein Kompromiss zwischen Blähtonsand und Blähglaskugeln.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird als Füllermaterial Fasern aus Hanf verwendet. Hanffasern dienen als Verstärkung, ähnlich einer Armierung, und erhöhen die Biegezug- und Druckfestigkeit. Gleichzeitig dienen die Fasern aus Hanf als Dämmstoffzuschlag. Darüber hinaus dienen sie zur Wasserspeicherung und Feuchtigkeitspufferung, so dass ein besonders günstiges Wohnklima erreicht wird. Hanf ist außerdem eine der wenigen natürlichen Fasern, die resistent gegen mikrobiellen Befall sind und dem heutigen ökologischen Trend sehr entgegen kommen. Als sekundärer Effekt für Hanffasern ist zu sehen, dass der Anbau dieses Naturproduktes die Landwirtschaft fördert und im Zuge seines Wachstums dreimal soviel Stickoxide speichert, wie herkömmliche Pflanzen. Dadurch wird ein Düngen des Bodens für nachfolgende Pflanzen praktisch nicht mehr notwendig.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist der Leichtbeton ein geschlossenes Korngefüge auf. Ein Leichtbeton mit einem geschlossenen Komgefüge wird vor allem bei der Herstellung von monolithischen Wänden benötigt. Natürlich kann ein derartiger Leichtbeton auch für Fertigteile jeglicher Art oder Konstruktionselemente, beispielsweise Schalschutzelemente, Verwendung finden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Luftporenbildner zugesetzt. Dadurch kann wirtschaftlich ein Leichtbeton hergestellt werden, der leicht ist und trotzdem eine komplett geschlossene Oberfläche aufweist.
Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung weist der Leichtbeton ein offenes bzw. haufwerksporiges Komgefüge auf. Ein derartiger Leichtbeton findet vor allem bei der Herstellung von Ziegeln, insbesondere Hohlziegel, Verwendung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird dem Leichtbeton ein
Schaumbildner zugesetzt. Dieser Schaumbildner füllt die Hohlräume zwischen den einzelnen Glasschaumgranulaten aus. Da das spezifische Gewicht dieses Schaumbildners weit unter dem spezifischen Gewicht eines Glasschaumgranulat- Feinanteiles liegt, wird ein extrem leichter Beton erreicht. Darüber hinaus lassen sich damit sowohl sehr hohe statische Anforderungen, als auch sehr hoch wärmedämmende Teile, auch in Sichtbetonqualität, kostengünstig realisieren.
Nach einer weiteren alternativen Ausbildung wird dem Leichtbeton ein Stärkeether zugesetzt. Mit der Zugabe eines derartigen Stärkeethers in der Dosierung von beispielsweise 0,025 - 0,5 Masse % des Bindemittels, beispielsweise Zement, wird insbesondere eine Entmischung bei der Verarbeitung vermieden. Insbesondere bei der Verarbeitung von Massen mit verschiedenen Kornrohdichten, wie beispielsweise Glasschaumgranulat und Polystyrol oder Sand ist dies von Vorteil. Dabei wirkt der Stärkeether ähnlich einem Kleber, der ein vorbei gleiten der einzelnen Körner und damit ein Entmischen verhindert. Die
Problematik, dass das Füllermaterial mit Korngrößen unter 4, insbesondere unter 2, zum Untergehen in der Mischung neigen und die Kornfraktionen über 4 stark aufschwimmen, kann dadurch vermieden werden.
Die Aufgabe der Erfindung liegt aber auch darin, ein äußerst wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton zu schaffen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Glasschaumgranulat ausschließlich aus einer Mischung von Glasmeh! und Siliciumkarbid hergestellt wird, wobei in an sich bekannter Weise das Glasmehl und das Siliciumkarbid trocken vermischt werden und die Mischung anschließend in einem thermischen Prozess gebläht wird. Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmals möglich, Leichtbeton herzustellen, der sowohl den normenmäßigen wie auch den gesetzlichen Anforderungen entspricht und der auch rationell und daher den wirtschaftlichen Gesichtspunkten entgegenkommend erzeugt werden kann.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung werden die im thermischen Prozess hergestellten Glasschaumplatten unmittelbar nach dem thermischen Prozess mit einem gasförmigen oder flüssigen Kühlmittel schockartig behandelt. Durch den gezielten Einsatz der Kühlmittel, sei es beispielsweise Luft, Wasser oder Wasserdampf kann das Brechen des den Blähofen verlassenden Materials direkt beeinflusst werden. Dabei kann das heiße Material mit dem Kühlmittel, beispielsweise in Form eines Strahles oder auch flächig, behandelt werden. Bei einem optimierten Kühlmitteleinsatz kann die gewünschte Korngröße des brechenden Glasschaumgranulates weitgehenst erreicht werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die im thermischen Prozess hergestellten Glasschaumplatten mit einer mechanischen Vorrichtung, beispielsweise einer Stachelwalze mit Schneidwerkzeugen, zerkleinert. Dabei könnte sich die direkt oder nahe des Ofenausganges angeordnete Stachelwalze mit der Umfangsgeschwindigkeit des Materialausstoßes bewegen. Durch ein „Zerschneiden" oder „Zerstechen" könnten die gewünschten Kornfraktionen hergestellt werde, wobei praktisch der Feinanteil vermieden werden kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt eine Brechung der Glasschaumplatte entsprechend einer Siebkurve, die abweichend, insbesondere bei den kleineren Kornfraktionen stark abweichend, der Fuller-Siebkurve ist. Darüber hinaus wird aber auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Siebkurve angestrebt, die in einigen Bereichen von der Fuller-Kurve bewusst abweicht. Mit dieser Siebkurve gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren - dargestellt in der Fig. - ist eine Fraktionierung der einzelnen Korngruppen wirtschaftlicher zu erzeugen. Die Herstellung der einzelnen Leichtbetonarten ist auf Grund des fehlenden Feinanteiles weit umweltfreundlicher. Ferner wird dadurch auch die Ausbeute erhöht.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird das Glasschaumgranulat mit einem hochfesten, hochviskosen Bindemittel, beispielsweise im Tauch- oder Flutverfahren, ummantelt bzw. geflutet. Damit können selbst tragende Schallschutzelemente hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Leichtbetons liegt in einem überdurchschnittlichen Absorptionsverhalten und der Möglichkeit selbst tragende Elemente auszuführen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird der Leichtbeton mit einem Füllermaterial, insbesondere einem hochfesten, hochviskosen Bindemittel, versetzt. Damit können hochfeste und dennoch leichte Konstruktionselemente, beispielsweise Stützen aus Stahlbeton in Ortsbeton oder als Fertigteil hergestellt werden. Der herausragende Vorteil ist eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitiger Wärmedämmung und einer sehr deutlichen Dichtereduktion.
Generell kann gesagt werden, dass der erfindungsgemäße Leichtbeton, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr wohl die Europäische Norm EN 13055-1 bzw. die ÖNORM B 4200-Teil 1 1 erfüllen kann.
Nachstehend werden zur näheren Erläuterung der Erfindung Ausführungsbeispiele aus der Praxis aufgezeigt:
Von der Anwendung her gibt es prinzipiell zwei Gruppen: die Herstellung von Fertigelementen, zu denen auch die Ziegelproduktion zählt, und die Erzeugung von Transportbeton, zu dem auch der Ortsbeton gehört. Beispiel 1 : sehr leichte Fertigteile, hoch wärmedämmend und entsprechende Druckfestigkeit, beispielsweise Vorsatzbeton bei Terrassenplatten: 67-72 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 und 8/16 mit geschlossenem Komgefüge, dem 28-33 VoI % Blähglaskugeln, insbesondere mit gesinterter Oberfläche oder Bimsstein der Korngröße < 4 als Füllermaterial beigesetzt wird.
Beispiel 2: leichte Fertigteile, wärmedämmend und erhöhte Druckfestigkeit, beispielsweise Konstruktionsbetonelemente:
50-55 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 und 8/16 mit geschlossenem Komgefüge, dem 45-50 VoI % Natursand der Korngröße < 2 als Füllermaterial beigesetzt wird. Auf die Korngröße 2/4 wird bewusst verzichtet.
Beispiel 3: extrem leichte Fertigteile, besonders hohe Wärmedämmung und überaus wirtschaftliche Herstellung, beispielsweise monolithische Wandelemente für den
Hochbau: 65-70 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 mit offenen Komgefüge, dem 0,1 -25 VoI % Blähglaskugeln der Korngröße < 2 und 0,1 -15 VoI % expandiertes und/oder extrudiertes Polystyrol als Füllermaterial und ein Schaumbildner beigesetzt wird. Auch hier wird auf die Korngröße 2/4 verzichtet,
Beispiel 4:
Herstellung von Mauersteinen bzw. Ziegeln, insbesondere Hohlziegel: 65-75 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 oder 8/16 (oder auch 8/16 bzw. 8/12) mit offenen Komgefüge, dem 25-35 VoI % Blähglaskugeln der Korngröße < 2 als Füllermaterial beigesetzt wird. Die Korngruppe 2/4 und gegebenenfalls 4/8 wird bewusst nicht verwendet. Beispiel 5: leichter Transportbeton bzw. Ortbeton, beispielsweise für Kellerdecken: 60-65 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 und 8/16 bzw. 16/22 mit geschlossenem Komgefüge, dem 35-40 VoI % Natursand der Korngröße < 4 als Füllermaterial beigesetzt wird.
Beispiel 6: extrem leichter Transportbeton bzw. Ortbeton, beispielsweise wärmedämmende Wände für Industriebauten: 60-75 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 und 8/16 mit geschlossenem Komgefüge, dem 25-40 VoI % Blähglaskugeln oder Bimsstein der Korngröße < 4 als Füllermaterial beigesetzt wird.
Beispiel 7: drainagefähiger und wärmedämmender Ortbeton, beispielsweise Industriezwischenböden:
55-75 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 16/32 bzw. 32/50 mit haufwerksporigen Komgefüge, dem 0,1 -20 VoI % Natursand oder Perlite der Korngröße < 2 und 24,9-44,9 VoI % expandiertes und/oder extrudiertes Polystyrol (EPS/XPS) als Füllermaterial beigesetzt wird.
Beispiel 8: säurebeständiger Leichtbeton, beispielsweise für Biogasanlagen: 65-70 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4/8 und 8/16 bzw. 8/16 und 16/32 mit geschlossenem Komgefüge, dem 30-35 VoI % Blähglaskugeln der Korngröße < 4 und ein Versiegelungsmittel auf Wasserglasbasis mit einem speziellen Katalysator beigesetzt werden.
Beispiel 9: schalldämpfende und wärmedämmende Ausgleichsschicht für Zwischendecke: 50-75 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 16/32 bzw. 32/50 mit haufwerksporigem Komgefüge, dem 25-50 VoI % Blähglaskugeln der Korngröße < 2 beigesetzt wird Es wird bewusst auf die Korngroße 2/4 bis 8/16 bzw 2/4 bis 16/32 verzichtet
Beispiel 1 O- superleichter und hoch warmedammender Leichtbeton für monolithische
Betonsysteme in Fertig- oder Ortbetonweise.
73 VoI % Glasschaumgranulat der Komgruppe 4 - 16 mit geschlossenpoπgem
Komgefuge, dem 27 VoI % aufgeschäumtes Polystyrol der Korngroße 0 - 4 beigesetzt wird
Beispiel 1 1 ökologischer und feuchtigkeitsausgleichender Leichtbeton bis 60 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 4 - 16 mit geschlossenporigem
Korngefuge, dem bis 40 VoI % Fasein aus Hanf beigesetzt werden
Beispiel 12 individuell abstimmbarer, hoch warmedammender Leichtbeton für Wand- und
Deckenkonstruktionen, als Transport- oder Ortsbeton1
50- 75 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 12 - 35 und einer mittels speziellen Schaumbildners hergestellten Fullmatπx von 25 - 50 VoI % unterschiedlicher Rohdichte und Festigkeit
Beispiel 13 selbst tragende Schallschutzelemente- bis 75 VoI % Glasschaumgranulat der Kornfraktion 30/50 wobei das
Glasschaumgranulat mit einem hochfesten und hochviskosen Spezialbindemittel ummantelt wird.
Beispiel 14. hochfeste, leichte Konstruktionselemente:
40 - 75 VoI % Glasschaumgranulat der Korngruppe 8/16 oder 30/50 (oder 0/4, 4/8, 16/32) ummantelt mittels hochfesten und hochviskosen Spezialbindemittel und Verfullung ebenfalls mit dem hochfesten, hochviskosen Spezialbindemittel Wie oben aufgezeigt, kann also das Glasschaumgranulat als Monokorn oder auch als Multikom eingesetzt werden. Die für den erfindungsgemäßen Leichtbeton entsprechenden physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise Dichte, Korngruppe, Korngrößenverteilung, Kornform, Wassergehalt, Kornfestigkeit und auch die chemischen Eigenschaften, wie beispielsweise organische und anorganische Bestandteile oder Reaktivitäten können über den Einsatz des Füllermaterials beeinflusst werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Leichtbeton, der aus Glasschaumgranulat mindestens einer Kornfraktion mit einem Bindemittel, vorzugsweise Zement, Bitumen oder Kunstharz, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasschaumgranulat eine Kornfraktion mindestens der Größe 2, vorzugsweise mindestens der Größe 4, aufweist und dass als Feinanteil ein Füllermaterial mit einer Komfraktion bis 4, vorzugsweise bis 2, und einem Volumenanteil am Leichtbeton von
0,1 bis 50 %, vorzugsweise von 0,1 bis 25 %, enthalten ist.
2. Leichtbeton nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass maximal zwei Kornfraktionen des Glasschaumgranulates verwendet werden.
3. Leichtbeton nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Glasschaumgranulat maximal 75% ist.
4. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial Blähglaskugeln, vorzugsweise mit einer gesinterten
Oberfläche, verwendet werden.
5. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial Blähtonsand verwendet wird.
6. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial Bimsstein verwendet wird.
7. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial Natursand oder Flugasche verwendet wird.
8. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial, vorzugsweise zerkleinertes, expandiertes und/oder extrudiertes Polystyrol verwendet wird.
9. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial Perlite verwendet werden.
10. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllermaterial Fasern aus Hanf verwendet werden.
1 1 . Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er ein geschlossenes Korngefüge aufweist.
12. Leichtbeton nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftporenbildner zugesetzt ist.
13. Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er ein offenes Korngefüge aufweist.
14. Leichtbeton nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Schaumbildner zugesetzt wird.
15. Leichtbeton nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stärkeether zugesetzt wird.
16. Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasschaumgranulat ausschließlich aus einer Mischung von Glasmehl und Siliciumkarbid hergestellt wird, wobei in an sich bekannter Weise das Glasmehl und das Siliciumkarbid trocken vermischt werden und die Mischung anschließend in einem thermischen Prozess gebläht wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die im thermischen Prozess hergestellten Glasschaumplatten unmittelbar nach dem thermischen Prozess mit einem gasförmigen oder flüssigen Kühlmittel schockartig behandelt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die im thermischen Prozess hergestellten Glasschaumplatten mit einer mechanischen Vorrichtung, beispielsweise einer Stachelwalze mit Schneidwerkzeugen, zerkleinert werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brechung der Glasschaumplatte entsprechend einer Siebkurve, die abweichend, insbesondere bei den kleineren Kornfraktionen stark abweichend, der Fuller-Siebkurve ist, erfolgt.
20. Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasschaumgranulat mit einem hochfesten, hochviskosen Bindemittel, beispielsweise im Tauch- oder Flutverfahren, ummantelt bzw. geflutet wird.
21 . Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtbeton mit einem Füllermaterial, insbesondere einem hochfesten, hochviskosen Bindemittel, versetzt wird.
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