NL1028551C2

NL1028551C2 - Bouwsteen en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Info

Publication number: NL1028551C2
Application number: NL1028551A
Authority: NL
Inventors: Karin Schmidt; Ulrich Falta
Original assignee: Haniel Baustoff Ind Technologi
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2005-11-23
Also published as: NL1028551A1; DE102004017199B4; DE102004017199A1; BE1016704A5

Description

* t

Bouwsteen en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

De uitvinding betreft een hydrothermaal geharde, met calciumsilicaathydraat gebonden, bouwsteen, in het bijzonder een kalkzandsteen.

Dergelijke bouwstenen worden vervaardigd door mengen van ten 5 minste een silicatisch bestanddeel, bijvoorbeeld kwartsmeel en ten minste een kalkbestanddeel bijvoorbeeld gebrande kalk en/of kalkhydraat, met water tot een vormbare massa. Uit de massa worden ruwe vormlichamen gevormd, die ter uitharding in een autoclaaf hydrothermaal worden behandeld. Daarbij reageert het kalkbestanddeel 10 met het silicatische bestanddeel onder vorming van calciumsilicaathydraatfasen, die de silicatische bestanddelen aan het oppervlak met elkander verkitten.

Uit DE-A1-198 26 251 is een kalkzandsteenvormlichaam bekend dat een samenstelling bestaande uit 5-12 delen calciumoxide, 58-91 delen 15 niet amorf siliciumdioxide en 3-10 delen water omvat, waarbij tijdens en/of na het in aanraking brengen 1-20 delen van ten minste één, een amorf siliciumdioxide bevattend, middel wordt toegevoegd.

In DE-A1-197 37 447 wordt een warmteremmende kalkzandsteen beschreven die naast kalk, water en kiezelzuurhoudende toeslag 20 aanvullend 80-95 gew.% blaaskleizand, 30-50 gew.% kwartszand alsmede 30-50 gw.% bimszand bevat.

Deze relatief zware bouwstenen, bijvoorbeeld de kalkzandstenen, vertonen een betrekkelijk hoog warmtegeleidingsvermogen bij een hoge druksterkte. Ze zijn derhalve niet geschikt voor inbouw in delen van 25 een gebouw waarin warmtebruggen moeten worden vermeden, bijvoorbeeld in doorstotingsgebieden, waarin bouwdelen met hoge warmtegeleidings-vexmogen en hoge sterkte vanwege de benodigde drukbelasting door de warmteremmingslagen heensteken, zoals bijvoorbeeld in gebieden van de voet van buiten- en binnenwanden boven niet-verwarmde kelders of bij 30 fundamentplaten of beluchte kruipruimten.

In het bijzonder voor deze probleemzones zijn bouwstenen, zogenaamde kimstenen, bijvoorbeeld ISO-kimstenen, ontwikkeld, waarbij een zo boog mogelijke steensterkte met een zo gering mogelijke warmtegeleidbaarheid is gecombineerd. Bijvoorbeeld zijn dergelijke 35 bouwstenen onder toepassing van blaasklei of blaasglasgranulaat of 1028551 - 2 - dergelijke als toevoegstoffen te vervaardigen (DE-OS 38 16 686). Het is van nadeel dat hoge sterkten slechts met geringe toeslagstofhoe-veelhederi te bereiken zijn, waaruit betrekkelijk hoge warmtegelei-dingsvermogens resulteren zodat voor verschillende vereisten bouw-5 stenen met verschillende samenstellingen moeten worden vervaardigd.

, ! ( Dit probleem zou door een bouwsteen kunnen worden verminderd < waarbij bij de vervaardiging in plaats van blaasklei, of blaasglas-! ' granulaat of dergëlijke, of combinaties daarvan, amorfe silicatische bestanddelen zoals glasmeel of bimsmeel worden toegepast (DE-A1-41 04 10 919). Door het toevoegen van deze amorfe silicatische bestanddelen kan weliswaar het warmtegeleidingsvermogen bij een ongeveer gelijkblijvende druksterkte worden verminderd; een verhoging met betrekking tot de druksterkte is echter niet te bereiken.

De uitvinding heeft ten doel bij een bouwsteen van het in de 15 aarihef beschreven type een vermindering van het warmtegeleidingsver- mogen samengaande met een verhoging van de druksterkte te bereiken.

Dit doel wordt met een bouwsteen bereikt die is vervaardigd uit: 5-15 gew.% CaO van een CaO-bestanddeel 20 3-10 gew.% Si02 van een Si02-bestanddeel, in het bijzonder kwartsmeel 35-50 gew.% van tenminste een product gekozen uit de groep van poriënbetonmeel, schuimbetonmeel en vliegas 35-50 gew.% bims, 25 waarbij de: som van het tenminste ene product gekozen uit de groep van poriënbetonmeel, schuimbetonmeel en vliegas, en bims £ 85 gew.% is.

Eén voorkeursmengsel bevat aanvullend vliegas, waarbij het aandeel vliegas niet groter is dan 40 gew.% en de som uit poriënbetonmeel, bims en vliegas tezamen £ 85 gew.% is en waarbij de 30 bestanddelen telkens op 100 gew.% worden samengevoegd. Dientengevolge is bij een bijzonder voordelig mengsel het aandeel aan poriënbetonmeel door vliegas vervangen.

Als CaO-bestanddeel wordt bij voorkeur kalkhydraat of gebrande kalk toegepast.

35 Kwartsmeel wordt bij voorkeur met een korrelafmetingsgebied van 0-1 mm, in het bijzonder van 0-0,064 mm toegepast.

Het poriënbetonmeel dat doelmatig als afvalproduct uit de poriënbetonvervaardiging stamt, bezit bij voorkeur een korrelafmetinggebied van 0-1 mm, in het bijzonder van 0-0,5 mm.

1028551- a - 3 -

De bixns wordt bij voorkeur in de vorm van Yali-bims toegepast. Dit is een bims met de volgende samenstelling.

[siCfe IAI2O3 |Fe203 CaO [Mgö |Na20 Γίζδ [SÖ^ |<3ew. Iniet pe0 verlies bepaald 1 1 ___ t ,' , 70/5 12,3_"Ö79 173 "Ö7Ï "375 473 0,01 5,6 0,49 gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% I I L— L^—I .-...1 I I I ———1^— I lil —«i—— I 1 —^^ 5 Dit munt uit door een gering warmtegeleidingsvermogen en door een, in tegenstelling tot zand, kleiner stortgewicht.

De bims wordt bij voorkeur in een korrelgrootteverdeling van 0-5 mm, in het bijzonder van 0-4,5 mm toegepast.

Vliegas wordt bij voorkeur met een gering stortgewicht 10 toegepast, bij voorkeur < 1 t/m3.

De vervaardiging van de bouwstenen volgens de uitvinding vindt bijvoorbeeld plaats waarbij eerst de uitgangsstoffen poriënbetonmeel, bims en kwartsmeel en eventueel vliegas worden vermengd, aansluitend het kalkbestanddeel wordt bijgemengd en daarna water wordt toegevoegd 15 en intensief verder wordt gemengd. De waterhoeveelheid bedraagt bij voorkeur tussen 15 en 22 gew.%, in het bijzonder tussen 18 en 20 gew.% betrokken op het gewicht van de droge stof.

De waterhoudende massa blijft 60-120 minuten in een reactor bij temperaturen van bijvoorbeeld 60-70°C tot volledige blussing. Daarna 20 worden ruwe vormstenen met persdrukken van 10-22 N/mm2, in het bijzonder van 15-20 N/mm2 geperst.

De ruwe vormstenen worden aansluitend in de autoklaaf bij 14-16 bar verzadigde stoom respectievelijk bij 190-200°C, bij voorkeur 5-10 uur, in het bijzonder 8-10 uur gehard.

25 Op deze manier kunnen in het bijzonder bouwstenen van het kalkzandsteentype met de volgende eigenschappen worden vervaardigd: ruwe dichtheid : 1-1,5, in het bijzonder 1,0-1,3 kg/dm3 druksterkte van de steen : 15-30 in het bijzonder 20-28 N/mm2 30 warmtegeleidingsvermogen

Xiotr : 0,23-0,36 W/mK, in het bijzonder 0,27-0,36 W/mK.

Aan de hand van de volgende voorbeelden wordt het succes van de 35 uitvinding verduidelijkt: 1028551 - 4 -

Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Voorbeeld 3 93 gew.% zand 40,5 gew.% Yali-Bims 40,5 gew.% Yali

Bims 7 gew.% gebrande 40,5 gew.% poriënbeton- 20,5 gew.% kalk breeksel poriënbeton- breeksel 5 gew.% kwartsmeel 20 gew.% vliegas 14 gew.% kalkhydraat 14 gew.% kalkhydraat 5 gew.% kwartsmeel persvochtgehalte persvochtgehalte persvochtgehalte 20 5 gew.% 20 gew.% gew.% persdruk 15 N/mm* persdruk 15 N/mm* persdruk 15 N/nïm2 hardingscyclus hardingscyclus hardingscyclus 8 uur 10 uur 10 uur stemeigenschappen: ruwe dichtheid ruwe dichtheid ruwe dichtheid 1,15 1,8 kg/dm3 1,08 kg/dm3 kg/dm3 druksterkte 28 druksterkte 20 N/mmu druksterkte N/mm2 28 N/mm2

WGVX 10tr 1/28 W/roK WGVXiotr 0,28 W/mK WGVX10tr 0,30 W/mK

De voorbeelden laten zien dat door toevoegen van 5 poriënbetonmeel de ruwe dichtheid wordt verminderd en het warmtegeleidingsvermogen wordt verlaagd, door toevoegen van vliegas wordt de druksterkteklasse 20 bereikt.

Verrassend is dat het porienbetonmeel, dat ook schuimbetonmeel kan zijn, in zoverre staat in de kader van de uitvinding het begrip 10 "poriënbeton" ook voor het product "schuimbeton", de drukstevigheidsverhoging bij voortgaande verlaging van het warmtegeleidingsvermogen tot stand brengt.

Het is voordelig een wat betreft de eigenschappen identieke bouwsteen te vervaardigen waarbij afvalstoffen, die anders in een 15 deponie moeten worden gebracht, als werkstoffen tot toepassing komen.

Bouwstenen volgens de uitvinding kunnen zonder sterkteproblemen in het bijzonder uit warmte-technische gronden als onderste steenlaag (kimsteen) in buitenwanden bij niet-verwarmde kelders, als onderste 1 028551 9 - 5 - steenlaag van de binnenwanden boven niet verwarmde kelders, als onderste steenlaag van binnen- en buitenwanden bij gebouwen zonder onderkeldering of als bovenste steenlaag van kelder binnen- en buitenwanden bij niet-verwarmde kelders alsmede als isolatielagen 5 onder de keldervloer worden toegepast.

1028551

Claims

1. Met calciumsilicaathydraat gebonden bouwsteen volgens het type van een kaikzandsteen, vervaardigd door hydrothermalé harding van een waterig gevormd mengsel van uitgangsmaterialen, dat tl, | , l v ; 5 5-15 gew.% CaO van een CaO-bestanddeél 3-10 gew.% Si02 van ëen Si02-béstahddeel 35-50 gew-.% van tenminste'1 een product gekozen Uit de groep Van poriënbetorimeel, schuimbetöhmëél ën vliegas 35-50 gew.% bims* 10 omvat, Waarbij de som uit het tenminste ene product1 gekozen uit de groep van poriënbetonmeel,sehuimbëtórimeel en vliegas, en bims < 85 gew.% is.

2. Bouwsteen volgens conclusie 1, met hét kenmerk, dat het mengsel vliegas bevat, waarbij het aandeel vliegas niet groter is dan 40 gew.%.

3. Bouwsteen volgens conclusie 1 en/of 2, met het kenmerk, dat het 20 CaÖ-bestanddeel kalkhydraat of gebrande kalk is.

4. Bouwsteen volgens een of meèr van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het Si02-bestaiiddeëi kwartsméel is. 25 5. ' Bouwsteen volgens conclusie 4, mét hét kenmerk, dat het kwartsmeel in een korrelgroottëverdeling tot 1 mm, in het bijzonder tot 0,064 mm aanwezig is.

6. Bouwsteen volgens een of méér van de conlusies 1-5, met het 3Ó kenmerk, dat het poriënbetonmeel een klein gemaakt product uit de poriënbetonvervaardiging is.

7. Bouwsteen volgens een of meer van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het poriënbetonmeel of schuimbetonmeel met een 35 korrelgrootteverdeling tot 1 mm, in het bijzonder tot 0,5 mm aanwezig is. 1028551- - 7 -

8. Bouwsteen volgens een of meer van de conclusies 1-7/ met het kenmerk, dat het bims een amorf Yali-bims is, in het bijzonder met de volgende samenstelling: ( |Si02 IAI2O3 |Fe203 I CaO |MgO |Na20 [k20 S03 |Gew. [niet ' · i Fe0 verlies bepaald , ; = 70,5 12,3 0,9 273 Ό 175 ITT 0,01 176 1749 gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% gew.% 5

9. Bouwsteen volgens een pf meer van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het bims met een korrelgrootteverdeling tot 5 mm, in het bijzonder tot 4,5 mm aanwezig is. iO

10. Bouwsteèn volgens een of meer van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de vliegas een stortgewicht < 1 t/m3 bezit.

11. Bouwsteen volgens een of mèer van de conclusies 1-10, met het 15 kenmerk, dat de vliegas een korrelgrootteverdeling tot 0,355 mm, bij voorkeur tot 0,25 mm omvat.

12. Bouwsteen volgens een Of meer van de conclusies 1-?11, met het kenmerk, dat de ruwe dichtheid van de bouwsteen 1-1,5 kg/dm3, in het 20 bijzonder 1,0 - 1,2 kg/dm3 bedraagt.

13. Bouwsteen volgens een of meer van de conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de druksterkte van de bouwsteen 15-30 N./mm2, in het bijzonder 20-28 N/mm2 bedraagt. 25

14. Bouwsteen volgens een of meer van de conclusies 1-13, met het kenmerk, dat het warmtegeleidingsvermogen fciotr 0,23-0,36 W/mK, in het bijzonder 0,27-0,33 W/mK bedraagt.

15. Toepassing van de bouwsteen volgens een of meer van de conclusies 1-14 als kimsteen, in het bijzonder als ISO-kimsteen.

16. Werkwijze voor de vervaardiging van een of meer van de conclusies 1-15 gekenmerkt door de volgende werkwijzenstappen: 35 1028551 - - 8 - a. mengen van tenminste een droog product gekozen uit de groep van poriënbetonmeel, schuimbetonmeel en vliegas in een hoeveelheid van 35-50 gew.% van een uitgangsstoffenmengsel, ten minste een Si02-bestanddeel in een hoeveelheid van 3-10 gew.% van het 5 uitgangsstofmengsel, bims in een hoeveelheid van 35-50 gew.% van het uitgangsstofmengsel waarbij de som van het product gekozen uit poriënbetonmeel, schuimbetonmeel en vliegas, en bims £ 85 gew.% is, b. toemengen van ten minste een CaO-bestanddeel in een hoeveelheid van 5-15 gew.% van het uitgangsstofmengsel, 10 c. bijmengen van water voor het bereiden van een vormbare massa, d. persen van de massa tot ruwe vormstenen, e. hydrothermaal harden.

17. Werkwijze van conclusie 16, met het kenmerk, dat dat de hydrothermale harding onder omstandigheden van verzadigde stoom plaatsvindt.

18. Werkwijze van conclusie 16-17, met het kenmerk, dat 15-25 20 gew.%, in het bijzonder 18-20 gew.% water betrokken op het gewicht van de droge stof wordt bijgemengd.

19. Werkwijze volgens een of meer van de: conclusies 16-18, met het kenmerk, dat de massa voor het persen tot de ruwe vormstenen in een 25 reactor verblijft.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de masse 50-90 minuten, in het bijzonder 60-80 minuten in de reactor verblijft wanneer gebrande kalk wordt toegepast. 30

21. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-18, met het kenmerk, dat kalkhydraat wordt toegepast, de massa koud wordt geperst en hydrothermaal gehard.

22. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-21, met het kenmerk, dat bij drukken van 10-25 N/mm2, in het bijzonder van 15-20 N/mm2 wordt geperst. 1028551- - 9 -

23. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-22, met het kenmerk, dat bij temperaturen tussen 120 en 210°C respectievelijk tussen 13,5 en 16 bar verzadigd stoom, in het bijzonder tussen 190 en 200°C respectievelijk tussen 14 en 16 bar verzadigde stoom wordt I 5 gehard. * i 1 ! : ï . ; 24. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat 8-10 uur, in het bijzonder 8,5-9,5 uur wordt gehard. 10 15 1028551-