WO2014135154A1 - Baustoffzusatz, baustoff und verwendung derselben - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an additive for a building material, for. B. for a conventional concrete, by means of which the thermal resistance and insulation effect of the building material, and thus z. B. whose fire protection effect can be increased. Furthermore, the invention relates to a supplemented or refined building material, a method for processing such a building material and uses of the building material. It is known to influence the properties, in particular the temperature resistance, the fire resistance and / or the thermal insulation effect of building materials by adding additives or additives or in general by varying the building material composition. As an example, DE 10 2008 036 376 A1 describes increasing the fire resistance of concrete by producing the concrete from a concrete mixture with an aggregate comprising at least 50% by weight of cement clinker with a grain group 0/32.
  • the present invention provides a simple and inexpensive to produce building material additive, by means of which the thermal resistance and the thermal insulation effect of a building material or a component produced therewith can be increased so that z. B. whose fire protection properties can be improved.
  • a building material additive for adding to a building material, the building material additive containing carbon and sodium hydrogencarbonate (also referred to as "soda") as constituents or consisting exclusively of these two constituents hereinafter referred to as base construction material, the building material not provided with the building material additive, and the building material mixed with the building material additive also as finished building material.
  • the building material additive is intended for mixing with the basic building material, wherein the base building material is a preparation serving as a consumable.
  • the basic building material is z. B. in the form of granules or powder before, but can also in moist (eg, creamy or liquid) form.
  • the base building material is thus a moldable or not yet dimensionally stable consumable.
  • the basic building material may, for. B. of one or more inorganic, in particular mineral, building materials (such as concrete, mortar, cement, clay, clay or gypsum) or one or more inorganic, especially mineral, building materials contained as a component.
  • inorganic in particular mineral, building materials (such as concrete, mortar, cement, clay, clay or gypsum) or one or more inorganic, especially mineral, building materials contained as a component.
  • the basic building material can also consist of one or more organic building materials (such as, for example, wood, straw, natural fibers (eg coconut fibers) or other vegetable constituents) or contain one or more organic building materials as constituent.
  • the basic building material may contain both one or more mineral building materials and one or more organic building materials as constituents.
  • the base building material comprises a binder (such as, for example, cement or gypsum) as constituent.
  • the building material additive is mixed before the processing of the building material with the base building material (eg., In the dry state) and then the mixed with the building material additive finished building material, eg. B. molded and / or installed.
  • the base building material eg., In the dry state
  • the building material additive finished building material eg. B. molded and / or installed.
  • concrete when using concrete as the basic building material, it may be intended first to mix it with the building material additive in the dry state, then to moisten the finished building material thus produced with water and then to process it as usual in conventional concrete.
  • components produced by means of the building material additive described eg molded elements produced from the finished building material, such as plates or building blocks
  • a high thermal insulation effect for example a very low heat transfer coefficient and / or a high thermal reflectance
  • the insulation effect of the building material additive staggered Fertigbau fürs (or components produced therefrom) is higher than the insulating effect of the basic building material (or components made therefrom).
  • components produced by means of the building material additive described have a high thermal resistance, ie are stable to high temperatures over long periods and z. B. have no deformation, flaking or cracking; wherein, in particular, the thermal resistance of the finished building material added with the building material additive (or components produced therefrom) is higher than the thermal resistance of the basic building material (or components produced therefrom).
  • Such a molded element can, for. B. as a fire protection element and / or as an insulating element for thermal insulation (eg., For use as thermal insulation or thermal insulation) may be provided.
  • the building material additive is preferably present as granules or powder; wherein the carbon is present as carbon powder and the sodium bicarbonate as mixed with the carbon powder sodium bicarbonate powder.
  • the carbon can z. B. be obtained by thermal waste recycling carbon.
  • the building material additive is present in liquid form; wherein the carbon and the Natnumhydrogencarbonat are present in a liquid (eg., As a suspension).
  • the carbon and the Natnumhydrogencarbonat are preferably material from each other and separated from any other components of the building material additive in a mixture with each other, wherein the carbon and the Natnumhydrogencarbonat z. B. are not present as chemical constituents of other constituents of the building material additive.
  • the building material additive has a sodium hydrogen carbonate content and a carbon content (and optionally further constituents), the sodium hydrogen carbonate content of the building material additive being between 0.5% by weight and 5% by weight of the carbon content of the building material additive
  • the weight ratio of Natnumhydrogencarbonat to carbon in the building material additive is between 0.005 and 0.05
  • the building material additive exclusively Natnumhydrogencarbonat and carbon consists material, wherein the sodium bicarbonate content is between 0.5 wt .-% and 5 wt .-% of the carbon content.
  • the sodium hydrogencarbonate content of the building material additive is preferably 1% by weight of the carbon content of the building material additive (ie the weight ratio of sodium bicarbonate to carbon in the additive is preferably 0.01), since this ratio has proved to be particularly effective in terms of improving the thermal properties.
  • a building material or finished building material wherein the finished building material comprises carbon, sodium bicarbonate and at least one further ingredient (also referred to as base material) as constituents.
  • the finished building material may, for. B. a - as described above - by adding the additional construction material to a base building material be made of building material, so that in the following only briefly to the corresponding embodiments will be discussed and incidentally hereby referred to the corresponding explanations regarding the building materials additive. Accordingly, z. B. in the finished building material, the carbon and the sodium bicarbonate material from each other and from the other ingredients of the finished building material separated in a mixture with each other or with the same, wherein z.
  • the carbon in the form of unbound carbon eg, unbound carbon granules or carbon powder
  • the sodium bicarbonate in the form of unbound sodium hydrogencarbonate eg unbound sodium bicarbonate granules or sodium bicarbonate powder
  • the finished building material may, for. Example, a foam material or a starting material for a foam material, wherein the foam or the foam material z. B. an assembly or Golfschaum is (also referred to as foam or insulating foam).
  • foam materials are z. B. used in construction for filling cavities by foaming the same, z. B. for the purpose of thermal insulation.
  • the foam material may, for. Example, be a polyurethane-based foam material (such foams are also referred to as PU foam).
  • the foam material or the starting material may, for. B. be held up in a pressure vessel.
  • the finished building material is preferably present as granules or powder, wherein both the carbon and the sodium bicarbonate and all other ingredients of the finished building material are in powder form and mixed together.
  • the Finished building material may, for. B. in addition to carbon and Natriumhydorgencarbonat one or more inorganic (in particular mineral) building materials and / or one or more organic building materials (eg., In the form of vegetable wood chips or pellets) as a further ingredient.
  • the finished building material consists exclusively of carbon, Natnumhydrogencarbonat and one or more mineral building materials;
  • the finished building material consists of carbon, Natnumhydrogencarbonat, one or more mineral materials and one or more organic materials.
  • the finished building material of gypsum, carbon and Natnumhydrogencarbonat consists.
  • the finished building material consists of cement, carbon and sodium bicarbonate.
  • the finished building material consists of concrete, carbon and sodium bicarbonate.
  • the finished building material from vegetable wood chips (especially miscanthus wood chips), a mineral binder (especially gypsum), carbon and sodium bicarbonate exist.
  • the proportion by weight of the carbon in the total weight of the finished building material may be between 5 wt .-% and 20 wt .-%, preferably between 8 wt .-% and 15 wt .-%; this information refers to the dry content of the finished building material without water or liquid content.
  • the carbon makes up between 5% and 20%, preferably between 8% and 15%, of the total weight of the finished building material without or before the addition of water or other liquids.
  • the sodium bicarbonate content of the finished building material can be between 0.5
  • the finished building material has miscanthus constituents or miscanthus wood as organic ingredient, e.g. B. in the form of wood chips or wood chips. So z. B. be provided that the finished building material of carbon, Natnumhydrogencarbonat, Miscanthus, and a mineral building material (eg., Gypsum) consists; wherein this finished building material is mixed with water for processing and then processed in a moist form.
  • miscanthus constituents or miscanthus wood as organic ingredient, e.g. B. in the form of wood chips or wood chips.
  • a mineral building material eg., Gypsum
  • the finished building material according to the embodiments described above, z. B. be used as a plaster or provided as a plaster.
  • a plaster or plaster is a granulate or powder that can be mixed with a liquid to a wet mass, wherein the wet mass is applied as a coating on a wall (eg, a masonry or a concrete surface). Since the plaster covering produced by means of such a cleaning compound has the above-described thermal properties, the wall coated with the same can subsequently be provided with precisely these thermal properties and thus the thermal resistance and insulation effect of the wall can subsequently be increased by such a plaster covering.
  • the finished building material is in the form of granules or powder and is mixed with a liquid to form a wet mixture.
  • the finished building material contains z.
  • the wet mix is brought into a given shape (i.e., molded), e.g. By introducing or fitting the wet mix into a mold (eg, a mold) or by applying a layer of the wet mix to a substrate. Now, the wet mix undergoes a solidification phase (eg, binds off), d. H. the mixture solidifies.
  • the solidified building material can due to its thermal properties z.
  • B. form a fire protection element or an insulating element or act as such.
  • the liquid is z. As water or contains water.
  • the mixing of the finished building material with the liquid and / or the solidification of the wet mixture is preferably carried out at a temperature between 5 ° C and 100 ° C.
  • a fire protection element is provided (ie a shaped element, eg in the form of a plate or a cuboid, which is intended for fire protection in the installed state), wherein the fire protection element is provided with a finished building material according to one of the above embodiments is made; ie, such a finished building material can be used for producing a fire protection element.
  • the fire protection element can, for. B. by the above method using the Fertigbaustoffes (and the liquid) are produced.
  • an insulation member for thermal insulation ie, a molded member, eg, a plate or a cuboid provided for thermal insulation when installed
  • the insulation member being provided with a finished building material according to any one of above embodiments is made; d. h.
  • a finished building material can be used for producing an insulating element.
  • the isolation element can, for. B. by the above method using the Fertigbaustoffes (and the liquid) are produced.
  • the finished building materials described are outstandingly suitable for forming thermally insulating elements.
  • the isolation element can, for. B. function as a thermal insulation element.
  • a finished building material consisting of gypsum, carbon and sodium bicarbonate (each in powder form) was prepared; wherein the proportion by weight of the carbon in the total weight of the finished building material 15 wt .-% and the weight fraction of sodium bicarbonate in the total weight of the finished building material 0.15 wt .-% (ie 1 wt .-% of the carbon content) and the remaining parts by weight Gypsum as basic building material accounted for.
  • a finished building material consisting of cement, carbon and sodium bicarbonate (each in powder form) was prepared; wherein the proportion by weight of the carbon in the total weight of the finished building material 15 wt .-% and the weight fraction of sodium bicarbonate in the total weight of the finished building material 0.15 wt .-% (ie 1 wt .-% of the carbon content) and the remaining parts by weight Cement as basic building material accounted for.
  • the finished building materials according to the first and the second example were each mixed in the dry state and prepared to form a wet mixture with water.
  • the wet mix was applied as a layer with a layer thickness of 2 mm on a wooden plate (thickness of the wooden plate: 5 mm) and after solidification of the wet mix, the coated wood plate from the coated side over a period of 30 min temperatures of several 100 ° C. exposed (enter exact layer thicknesses, times and temperatures).
  • the temperature treatment only an insignificant increase in temperature was observed on the uncoated side of the wood panel and on the wood panel no thermal influences (such as fire or charring) were observed.
  • the coating from the finished building material after completion of the temperature treatment neither cracks nor flaking on.
  • a finished material consisting of miscanthus chips, gypsum (powdered), carbon (powdered) and sodium hydrogencarbonate (powdered) was prepared; wherein the proportion by weight of the wood chips in the total weight of the finished building material 80 wt .-%, the weight fraction of the total weight of the carbon cloth 12 wt .-% and the weight fraction of sodium bicarbonate in the total weight 0.12 wt .-% (and the remaining proportions by weight of gypsum accounted for).
  • This finished building material (or its constituents) was mixed in the dry state and then moistened by steam.
  • the solidified material was exposed to a temperature of several 100 ° C over a period of 30 minutes (exact layer thicknesses, times and temperatures enter). Again, the material remained dimensionally stable and intact, in particular, the Miscanthus wood chips showed no signs of burns.
  • a finished building material consisting of conventional concrete, carbon and sodium bicarbonate was prepared; wherein the proportion by weight of carbon in the total weight of the finished building material 12 wt .-% and the weight ratio of the sodium bicarbonate in the total weight of the finished building material was 0.12% (and the remaining parts by weight accounted for concrete as basic building material).
  • the finished building material was mixed in the dry state, then set with water and poured into a mold with a height of 7 cm. After solidification or setting the concrete slab thus obtained with a thickness or plate thickness of 7 cm on one side over a period of 30 min a temperature of several 100 ° C exposed (exact layer thicknesses, times and temperatures enter). During and after this temperature treatment neither cracking nor flaking on the plate was observed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Baustoffzusatz, einen Baustoff und Verwendungen derselben; wobei der Baustoffzusatz Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat enthält.

Description

Baustoffzusatz, Baustoff und Verwendung derselben
Die Erfindung betrifft einen Zusatz für einen Baustoff, z. B. für einen herkömmlichen Beton, mittels dessen die thermische Beständigkeit und Isolationswirkung des Bau- Stoffes, und somit z. B. dessen Brandschutzwirkung, erhöht werden können. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen mit dem Zusatz versetzten bzw. veredelten Baustoff, ein Verfahren zum Verarbeiten eines solchen Baustoffes und Verwendungen des Baustoffes. Es ist bekannt, die Eigenschaften, insbesondere die Temperaturbeständigkeit, die Brandbeständigkeit und/oder die thermische Isolationswirkung, von Baumaterialien durch Hinzufügen von Zusatzstoffen oder Zusatzmitteln bzw. allgemein durch Variation der Baustoffzusammensetzung zu beeinflussen. Als Beispiel beschreibt die DE 10 2008 036 376 A1 das Erhöhen der Brandbeständigkeit von Beton, indem der Be- ton aus einer Betonmischung mit einer Gesteinskörnung hergestellt wird, die zu mindestens 50 Gew.-% aus Zementklinker mit einer Korngruppe 0/32 besteht.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein einfach und kostengünstig herstellbarer Baustoffzusatz bereitgestellt, mittels dessen die thermische Beständigkeit und die thermische Isolationswirkung eines Baustoffes bzw. eines damit hergestellten Bauteiles erhöht werden können, sodass z. B. dessen Brandschutzeigenschaften verbessert werden können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Baustoffzusatz zum Hinzufügen zu ei- nem Baustoff bereitgestellt, wobei der Baustoffzusatz Kohlenstoff und Natriumhydro- gencarbonat (auch als„Natron" bezeichnet) als Bestandteile enthält oder ausschließlich aus diesen beiden Bestandteilen besteht. Zum besseren Verständnis wird der noch nicht mit dem Baustoffzusatz versehene Baustoff im Folgenden auch als Basisbaustoff bezeichnet, der mit dem Baustoffzusatz versetzte Baustoff auch als Fertig- baustoff.
Der Baustoffzusatz ist zum Vermischen mit dem Basisbaustoff vorgesehen, wobei der Basisbaustoff eine als Verbrauchsstoff dienende Zubereitung ist. Der Basisbaustoff liegt z. B. in Form von Granulat bzw. Pulver vor, kann jedoch auch in feuchter (z. B. sämiger oder flüssiger) Form vorliegen. Allgemein ist der Basisbaustoff somit ein formbarer bzw. noch nicht formbeständiger Verbrauchsstoff.
Der Basisbaustoff kann z. B. aus einem oder mehreren anorganischen, insbesondere mineralischen, Baustoffen bestehen (wie z. B. Beton, Mörtel, Zement, Lehm, Ton o- der Gips) oder einen oder mehrere anorganische, insbesondere mineralische, Baustoffe als Bestandteil enthalten.
Der Basisbaustoff kann auch aus einem oder mehreren organischen Baustoffen be- stehen (wie z. B. Holz, Stroh, Naturfasern (z. B. Kokosfasern) oder andere pflanzliche Bestandteile) oder einen oder mehrere organische Baustoffe als Bestandteil enthalten. Insbesondere kann der Basisbaustoff sowohl einen oder mehrere mineralische Baustoffe als auch einen oder mehrere organische Baustoffe als Bestandteile enthalten. Die Beimischung von organischen Baustoffen, z. B. in Form von pflanzli- chen Hackschnitzeln oder Pellets, ermöglicht z. B. die Ausbildung des Baustoffes mit einer geringen Dichte und somit die Ausbildung von Bauteilen mit einem relativ geringen Gewicht.
Es kann z. B. vorgesehen sein, dass sämtliche Bestandteile des Basisbaustoffes zu- nächst in trockener Form (z. B. als Granulat bzw. Pulver) vorliegen und der Basisbaustoff ein Bindemittel (wie z. B. Zement oder Gips) als Bestandteil aufweist. Der Baustoffzusatz wird vor der Verarbeitung des Baustoffes mit dem Basisbaustoff vermischt (z. B. im trockenen Zustand) und danach wird der mit dem Baustoffzusatz versetzte Fertigbaustoff weiterverarbeitet, z. B. geformt und/oder verbaut. Zum Beispiel kann bei Verwendung von Beton als Basisbaustoff vorgesehen sein, diesen zunächst im trockenen Zustand mit dem Baustoffzusatz zu vermischen, danach den derart hergestellten Fertigbaustoff mit Wasser zu befeuchten und nunmehr wie bei herkömmlichem Beton üblich weiter zu verarbeiten.
Es wurde festgestellt, dass mittels des beschriebenen Baustoffzusatzes hergestellte Bauteile (z. B. aus dem Fertigbaustoff hergestellte Formelemente wie etwa Platten oder Bausteine) eine hohe thermische Isolationswirkung (z. B. einen sehr geringen Wärmedurchgangskoeffizienten und/oder einen hohen thermischen Reflexionsgrad) aufweisen; wobei insbesondere die Isolationswirkung des mit dem Baustoffzusatz versetzten Fertigbaustoffes (bzw. daraus hergestellter Bauteile) höher ist als die Isolationswirkung des Basisbaustoffes (bzw. daraus hergestellter Bauteile). Zudem wurde festgestellt, dass mittels des beschriebenen Baustoffzusatzes hergestellte Bauteile eine hohe thermische Widerstandsfähigkeit aufweisen, d. h. gegenüber hohen Temperaturen über lange Zeiträume stabil sind und z. B. keine Verformung, Abplatzungen oder Rissbildung aufweisen; wobei insbesondere die thermische Widerstandsfähigkeit des mit dem Baustoffzusatz versetzten Fertigbaustoffes (bzw. daraus hergestellter Bauteile) höher ist als die thermische Widerstandsfähigkeit des Basisbaustoffes (bzw. daraus hergestellter Bauteile).
Es kann z. B. vorgesehen sein, aus dem Fertigbaustoff Formkörper bzw. Formelemente herzustellen, z. B. in Form von Platten oder Quadern, und diese Formelemente später zu verbauen. Ein derart hergestelltes Formelement kann z. B. als Brandschutzelement und/oder als Isolationselement zum thermischen Isolieren (z. B. zur Verwendung als Wärmeisolierung bzw. Wärmedämmung) vorgesehen sein.
In der Literatur wird manchmal zwischen Zusatzstoffen und Zusatzmitteln unterschieden, wobei Zusatzstoffe bei der Erstellung der Rezeptur des Baustoffes als Volumenbestandteile berücksichtigt werden, Zusatzmittel hingegen (aufgrund ihrer ge- ringen Mengen) nicht. Vorliegend wird eine solche Unterscheidung nicht getroffen, d. h. unter einem Baustoffzusatz wird vorliegend allgemein ein Additiv verstanden, wobei unerheblich ist, ob dieses bei der Erstellung der Gesamtrezeptur berücksichtigt wird oder nicht; der Baustoffzusatz kann somit als Zusatzstoff oder als Zusatzmittel fungieren
Der Baustoffzusatz liegt bevorzugt als Granulat bzw. Pulver vor; wobei der Kohlenstoff als Kohlenstoff-Pulver und das Natriumhydrogencarbonat als mit dem Kohlenstoff-Pulver vermischtes Natriumhydrogencarbonat-Pulver vorliegt. Dadurch ist auf einfache Art und Weise eine Einbindung in die herkömmliche Verarbeitung unter- schiedlichster Basisbaustoffe ermöglicht, da diese (z. B. Beton oder Gips) in der Regel ebenfalls als Granulat (z. B. als feinkörniges Granulat in Form von Pulver) vorliegen und sich somit im trockenen Zustand gut mit dem granulatartigen Baustoffzusatz vermischen lassen. Der Kohlenstoff kann z. B. mittels thermischer Reststoffverwertung gewonnener Kohlenstoff sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Baustoffzusatz in flüssiger Form vorliegt; wobei der Kohlenstoff und das Natnumhydrogencarbonat in einer Flüssigkeit vorliegen (z. B. als Suspension).
In dem Baustoffzusatz liegen der Kohlenstoff und das Natnumhydrogencarbonat bevorzugt stofflich voneinander und von etwaigen übrigen Bestandteilen des Baustoffzusatzes getrennt in einer Mischung miteinander vor, wobei der Kohlenstoff und das Natnumhydrogencarbonat z. B. nicht als chemische Bestandteile von übrigen Be- standteilen des Baustoffzusatzes vorliegen.
Der Baustoffzusatz weist einen Natriumhydrogencarbonat-Anteil und einen Kohlenstoff-Anteil (sowie optional weitere Bestandteile) auf, wobei der Natriumhydrogencarbonat-Anteil des Baustoffzusatzes zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-% des Kohlen- stoff-Anteils des Baustoffzusatzes betragen kann, wobei die Abkürzung Gew.-% für „Gewichtsprozent" steht und den Massenanteil kennzeichnet. Mit anderen Worten, das Gewichtsverhältnis von Natnumhydrogencarbonat zu Kohlenstoff in dem Baustoffzusatz beträgt zwischen 0,005 und 0,05. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass der Baustoffzusatz ausschließlich aus Natnumhydrogencarbonat und Kohlen- Stoff besteht, wobei der Natriumhydrogencarbonat-Anteil zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteils beträgt.
Es wurde festgestellt, dass mittels eines solchen Gewichtsverhältnisses eine hohe thermische Widerstandsfähigkeit und Isolationswirkung des Fertigbaustoffes bzw. von damit hergestellten Bauteilen erzielbar ist. Zudem wurde festgestellt, dass bei Vorliegen des Basisbaustoffs und des Baustoffzusatzes in Granulat- bzw. Pulverform mittels des Natriumhydrogencarbonats ein Aufschwimmen des Kohlenstoff-Pulvers bei Zugabe von Wasser zu dem mit dem Baustoffzusatz versetzten Baustoff unterdrückt und somit eine gleichmäßige räumliche Verteilung des Baustoffzusatzes un- terstützt werden kann.
Der Natriumhydrogencarbonat-Anteil des Baustoffzusatzes beträgt bevorzugt 1 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteils des Baustoffzusatzes (d. h. das Gewichtsverhältnis von Natnumhydrogencarbonat zu Kohlenstoff in dem Additiv beträgt bevorzugt 0,01 ), da sich dieses Verhältnis als besonders wirkungsvoll hinsichtlich der Verbesserung der thermischen Eigenschaften erwiesen hat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Baustoff bzw. Fertigbaustoff bereitgestellt, wobei der Fertigbaustoff Kohlenstoff, Natriumhydrogencarbonat und mindestens einen weiteren Inhaltsstoff (auch als Grundstoff bezeichnet) als Bestandteile aufweist. Der Fertigbaustoff kann z. B. ein - wie oben beschrieben - durch Hinzufügen des Bauzusatzes zu einem Basisbaustoff hergestellter Baustoff sein, sodass im Folgenden lediglich knapp auf die entsprechenden Ausgestaltungen eingegangen wird und im Übrigen hiermit auf die entsprechenden Erläuterungen hinsichtlich des Baustoffzusatzes verwiesen wird. Dementsprechend können z. B. in dem Fertigbaustoff der Kohlenstoff und das Natriumhydrogencarbonat stofflich voneinander und von den übrigen Inhaltsstoffen des Fertigbaustoffes getrennt in einer Mischung miteinander bzw. mit denselben vorliegen, wobei z. B. der Kohlenstoff in Form von un- gebundenem Kohlenstoff (z. B. ungebundenem Kohlenstoff-Granulat bzw. Kohlenstoff-Pulver) und das Natriumhydrogencarbonat in Form von ungebundenem Natriumhydrogencarbonat (z. B. ungebundenem Natriumhydrogencarbonat-Granulat bzw. Natriumhydrogencarbonat-Pulver) vorliegt (und der Kohlenstoff und das Natriumhydrogencarbonat z. B. nicht als chemische Komponenten der übrigen Inhaltsstoffe des Fertigbaustoffes vorliegen).
Der Fertigbaustoff kann z. B. ein Schaummaterial oder ein Ausgangsmaterial für ein Schaummaterial sein, wobei der Schaum bzw. das Schaummaterial z. B. ein Montage- bzw. Füllschaum ist (auch als Bauschaum oder Isolierschaum bezeichnet). Sol- che Schaummaterialien werden z. B. im Bauwesen zum Ausfüllen von Hohlräumen mittels Ausschäumens derselben verwendet, z. B. zum Zwecke der thermischen Isolierung. Das Schaummaterial kann z. B. ein auf Polyurethan basierendes Schaummaterial sein (solche Schäume werden auch als PU-Schaum bezeichnet). Das Schaummaterial bzw. das Ausgangsmaterial kann z. B. in einem Druckbehälter vor- gehalten sein.
Der Fertigbaustoff liegt bevorzugt als Granulat bzw. Pulver vor, wobei sowohl der Kohlenstoff als auch das Natriumhydrogencarbonat sowie alle übrigen Inhaltsstoffe des Fertigbaustoffes in Pulverform vorliegen und miteinander vermischt sind. Der Fertigbaustoff kann z. B. neben Kohlenstoff und Natriumhydorgencarbonat einen o- der mehrere anorganische (insbesondere mineralische) Baustoffe und/oder einen oder mehrere organische Baustoffe (z. B. in Form pflanzlicher Hackschnitzel oder Pellets) als weiteren Inhaltsstoff enthalten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Fertigbaustoff ausschließlich aus Kohlenstoff, Natnumhydrogencarbonat und einem oder mehreren mineralischen Baustoffen besteht; es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Fertigbaustoff aus Kohlenstoff, Natnumhydrogencarbonat, einem oder mehreren mineralischen Baustoffen sowie einem oder mehreren organischen Baustoffen besteht.
Es kann z. B. vorgesehen sein, dass der Fertigbaustoff aus Gips, Kohlenstoff und Natnumhydrogencarbonat besteht. Als ein anderes Beispiel kann vorgesehen sein, dass der Fertigbaustoff aus Zement, Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat besteht. Als ein weiteres Beispiel kann vorgesehen sein, dass der Fertigbaustoff aus Beton, Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat besteht. Gemäß einer weiteren Ausführung kann der Fertigbaustoff aus pflanzlichen Hackschnitzeln (insbesondere Miscanthus-Hackschnitzeln), einem mineralischen Bindemittel (insbesondere Gips), Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat bestehen. Der Gewichtsanteil des Kohlenstoffs an dem Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes kann zwischen 5 Gew.-% und 20 Gew.-% betragen, bevorzugt zwischen 8 Gew.-% und 15 Gew.-%; wobei sich diese Angaben auf den Trockenanteil des Fertigbaustoffes ohne Wasser- bzw. Flüssigkeitsanteil beziehen. D. h., bei Vorliegen des Fertigbaustoffes als Granulat bzw. Pulver macht der Kohlenstoff zwischen 5 % und 20 %, bevorzugt zwischen 8% und 15 %, des Gesamtgewichts des Fertigbaustoffes ohne bzw. vor Zugabe von Wasser oder anderen Flüssigkeiten aus.
Der Natriumhydrogencarbonat-Anteil des Fertigbaustoffes kann zwischen 0,5
Gew.-% und 5 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteiles des Fertigbaustoffes betragen, be- vorzugt 1 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteiles. Es hat sich herausgestellt, dass mittels dieser Zusammensetzungen der Fertigbaustoff mit einer hohen thermischen Widerstandsfähigkeit und einer hohen thermischen Isolationswirkung ausgebildet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform weist der Fertigbaustoff Miscanthus-Bestandteile bzw. Miscanthus-Holz als organischen Inhaltsstoff auf, z. B. in Form von Hackschnitzeln bzw. Hackgut. So kann z. B. vorgesehen sein, dass der Fertigbaustoff aus Kohlenstoff, Natnumhydrogencarbonat, Miscanthus, sowie einem mineralischen Baustoff (z. B. Gips) besteht; wobei dieser Fertigbaustoff zum Verarbeiten mit Wasser versetzt und danach in feuchter Form verarbeitet wird.
Der Fertigbaustoff gemäß den oben beschriebenen Ausführungen kann z. B. als Putzmasse verwendet werden bzw. als Putzmasse vorgesehen sein. Eine Putzmas- se bzw. Verputzmasse ist ein Granulat oder Pulver, das mit einer Flüssigkeit zu einer Feuchtmasse vermischt werden kann, wobei die Feuchtmasse als Belag auf eine Wand (z. B. ein Mauerwerk oder eine Betonfläche) aufgebracht wird. Da der mittels einer solchen Putzmasse hergestellte Putzbelag die oben beschriebenen thermischen Eigenschaften aufweist, kann durch einen solchen Putzbelag die mit demsel- ben beschichtete Wand nachträglich mit eben diesen thermischen Eigenschaften versehen werden und somit nachträglich die thermische Widerstandsfähigkeit und Isolationswirkung der Wand erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verarbeiten eines Fertigbaustoffes gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungen bereitgestellt. Gemäß dem Verfahren liegt der Fertigbaustoff in Form eines Granulats bzw. Pulvers vor und wird unter Ausbildung einer Feuchtmischung mit einer Flüssigkeit vermischt. Der Fertigbaustoff enthält z. B. ein Bindemittel, das mittels der Flüssigkeit abbindet, als Bestandteil. Die Feuchtmischung wird in eine vorgegebene Form ge- bracht (d. h.. geformt), z. B. durch Einbringen bzw. Einpassen der Feuchtmischung in eine Form (z. B. eine Gussform) oder durch Aufbringen einer Schicht der Feuchtmischung auf eine Unterlage. Nunmehr durchläuft die Feuchtmischung eine Erstarrungsphase (bindet z. B. ab), d. h. die Mischung erstarrt. Der erstarrte Baustoff kann aufgrund seiner thermischen Eigenschaften z. B. ein Brandschutzelement oder ein Isolationselement bilden bzw. als solches fungieren.
Die Flüssigkeit ist z. B. Wasser oder enthält Wasser. Das Vermischen des Fertigbaustoffs mit der Flüssigkeit und/oder das Erstarren der Feuchtmischung erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 5 °C und 100 °C. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Brandschutzelement bereitgestellt (d. h. ein Formkörper bzw. Formelement, z. B. in Form einer Platte oder eines Quaders, das im verbauten Zustand zum Brandschutz vorgesehen ist), wobei das Brand- schutzelement mit einem Fertigbaustoff gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen hergestellt ist; d. h., ein solcher Fertigbaustoff kann zum Herstellen eines Brandschutzelementes verwendet werden. Das Brandschutzelement kann z. B. mittels des oben genannten Verfahrens unter Verwendung des Fertigbaustoffes (und der Flüssigkeit) hergestellt werden. Indem die beschriebenen Fertigbaustoffe eine hohe thermische Widerstandsfähigkeit aufweisen, sind sie hervorragend zum Ausbilden von Brandschutzelementen geeignet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Isolationselement zum thermischen Isolieren bereitgestellt (d. h. ein Formelement, z. B. in Form einer Platte oder eines Quaders, das im verbauten Zustand zum thermischen Isolieren vorgesehen ist), wobei das Isolationselement mit einem Fertigbaustoff gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen hergestellt ist; d. h., ein solcher Fertigbaustoff kann zum Herstellen eines Isolationselementes verwendet werden. Das Isolationselement kann z. B. mittels des oben genannten Verfahrens unter Verwendung des Fertigbaustoffes (und der Flüssigkeit) hergestellt werden. Indem die beschriebenen Fertigbaustoffe eine hohe thermische Isolationswirkung aufweisen, sind sie hervorragend zum Ausbilden von thermisch isolierenden Elementen geeignet. Das Isolationselement kann z. B. als Wärmedämmelement fungieren. Die nachfolgend beschriebenen konkreten Ausführungsbeispiele dienen der ausführlicheren Erläuterung der Erfindung und sind nicht als Einschränkung zu verstehen.
Als ein erstes Beispiel wurde ein Fertigbaustoff bestehend aus Gips, Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat (jeweils in Pulverform) hergestellt; wobei der Gewichtsan- teil des Kohlenstoffs am Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes 15 Gew.-% und der Gewichtsanteil des Natriumhydrogencarbonats am Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes 0,15 Gew.-% (d. h. 1 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteils) betrug und die übrigen Gewichtsanteile auf Gips als Basisbaustoff entfielen. Als ein zweites Beispiel wurde ein Fertigbaustoff bestehend aus Zement, Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat (jeweils in Pulverform) hergestellt; wobei der Gewichtsanteil des Kohlenstoffs am Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes 15 Gew.-% und der Gewichtsanteil des Natriumhydrogencarbonats am Gesamtgewicht des Fer- tigbaustoffes 0,15 Gew.-% (d. h. 1 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteils) betrug und die übrigen Gewichtsanteile auf Zement als Basisbaustoff entfielen.
Die Fertigbaustoffe gemäß dem ersten und dem zweiten Beispiel wurden jeweils im trockenen Zustand durchmischt und unter Ausbildung einer Feuchtmischung mit Wasser angesetzt. Die Feuchtmischung wurde als Schicht mit einer Schichtdicke von 2 mm auf eine Holzplatte (Dicke der Holzplatte: 5 mm) aufgetragen und nach dem Erstarren der Feuchtmischung wurde die beschichtete Holzplatte von der beschichteten Seite her über einen Zeitraum von 30 min Temperaturen von mehreren 100 °C ausgesetzt (genaue Schichtdicken, Zeiten und Temperaturen eintragen). Während der Temperaturbehandlung war an der unbeschichteten Seite der Holzplatte lediglich eine unwesentliche Temperaturerhöhung zu beobachten und an der Holzplatte waren keine thermischen Beeinflussungen (wie etwa Brand oder Verkohlung) zu beobachten. Zudem wies die Beschichtung aus dem Fertigbaustoff nach Abschluss der Temperaturbehandlung weder Risse noch Abplatzungen auf.
Als ein drittes Beispiel wurde ein Fertigbaustoff bestehend aus Miscanthus- Hackschnitzeln, Gips (pulverförmig), Kohlenstoff (pulverförmig) und Natriumhydrogencarbonat (pulverförmig) hergestellt; wobei der Gewichtsanteil der Hackschnitzel am Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes 80 Gew.-%, der Gewichtsanteil des Kohlen- Stoffs am Gesamtgewicht 12 Gew.-% und der Gewichtsanteil des Natriumhydrogencarbonats am Gesamtgewicht 0,12 Gew.-% betrug (und die übrigen Gewichtsanteile auf Gips entfielen). Dieser Fertigbaustoff (bzw. dessen Bestandteile) wurde im trockenen Zustand durchmischt und danach mittels Wasserdampf befeuchtet. Nach dem Erstarren der so gebildeten Feuchtmischung wurde das erstarrte Material über eine Zeit von 30 min einer Temperatur von mehreren 100 °C ausgesetzt (genaue Schichtdicken, Zeiten und Temperaturen eintragen). Auch hier blieb das Material formstabil und unversehrt, wobei insbesondere die Miscanthus-Hackschnitzel keinerlei Verbrennungsspuren aufwiesen. Als viertes Beispiel wurde ein Fertigbaustoff bestehend aus herkömmlichem Beton, Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat hergestellt; wobei der Gewichtsanteil des Kohlenstoffs am Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes 12 Gew.-% und der Gewichtsanteil des Natriumhydrogencarbonats am Gesamtgewicht des Fertigbaustoffes 0,12 % betrug (und die übrigen Gewichtsanteile auf Beton als Basisbaustoff entfielen). Der Fertigbaustoff wurde im trockenen Zustand durchmischt, danach mit Wasser angesetzt und in eine Form mit einer Höhe von 7 cm eingegossen. Nach dem Erstarren bzw. Abbinden wurde die so erhaltene Betonplatte mit einer Stärke bzw. Plattendicke von 7 cm an einer Seite über einen Zeitraum von 30 min einer Temperatur von mehreren 100 °C ausgesetzt (genaue Schichtdicken, Zeiten und Temperaturen eintragen). Während und nach dieser Temperaturbehandlung waren weder Rissbildung noch Abplatzungen an der Platte zu beobachten.

Claims

Patentansprüche
1 . Baustoffzusatz zum Hinzufügen zu einem Baustoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoffzusatz Kohlenstoff und Natriumhydrogencarbonat enthält.
2. Baustoffzusatz nach Anspruch 1 , wobei der Natriumhydrogencarbonat-Anteil des Baustoffzusatzes zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteils des Baustoffzusatzes beträgt.
3. Baustoffzusatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kohlenstoff und das Natriumhydrogencarbonat als Granulat vorliegen.
4. Baustoffzusatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kohlenstoff und das Natriumhydrogencarbonat in einer Flüssigkeit vorliegen.
5. Baustoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff Kohlenstoff, Natriumhydrogencarbonat und mindestens einen weiteren Inhaltsstoff aufweist.
6. Baustoff nach Anspruch 5, wobei der Natriumhydrogencarbonat-Anteil des Baustoffes zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-% des Kohlenstoff-Anteils des Baustoffes beträgt.
7. Baustoff nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Gewichtsanteil des Kohlenstoffs zwischen 5 Gew.-% und 20 Gew.-% des Gesamtgewichts des Baustoffes beträgt.
8. Baustoff nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der weitere Inhaltsstoff ein mineralischer Inhaltsstoff ist.
9. Baustoff nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der weitere Inhaltsstoff ein organischer Inhaltsstoff ist.
10. Baustoff nach Anspruch 9, wobei der organische Inhaltsstoff aus pflanzlichen Bestandteilen besteht.
1 1 . Baustoff nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der Baustoff eine Putzmasse ist.
12. Baustoff nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Baustoff ein Schaum- material oder ein Ausgangsmaterial für ein Schaummaterial ist.
13. Verfahren zum Verarbeiten eines Baustoffes nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 , wobei der Baustoff in Form von Granulat vorliegt, unter Ausbildung einer
Feuchtmischung mit einer Flüssigkeit vermischt wird, die Feuchtmischung in eine vorgegebene Form gebracht wird und eine Erstarrungsphase durchläuft.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Baustoff bei einer Temperatur zwischen 5 °C und 100 °C mit der Flüssigkeit vermischt wird.
15. Brandschutzelement, hergestellt mit einem Baustoff nach einem der Ansprüche 5 bis 12.
16. Isolationselement, hergestellt mit einem Baustoff nach einem der Ansprüche 5
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