DE102019009214A1 - Process for the production of hydrothermally hardened porous or foamed concrete molded bodies and porous or foamed concrete molded bodies produced by means of the process - Google Patents

Process for the production of hydrothermally hardened porous or foamed concrete molded bodies and porous or foamed concrete molded bodies produced by means of the process Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Poren- oder Schaumbetonformkörpern und einen mittels des Verfahrens hergestellten Poren- oder Schaumbetonformkörper.The invention relates to a method for producing hydrothermally hardened porous or foam concrete molded bodies and a porous or foamed concrete molded body produced by means of the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sulfatarmen, vorzugsweise sulfatfreien, hydrothermal gehärteten Poren- oder Schaumbetonformkörpern in Form von Poren- oder Schaumbetondämmkörpern. Erfindungsgemäß soll Poren- oder Schaumbetondämmmaterial, bevorzugt sollen Poren- oder Schaumbetondämmplatten, mit einer Rohdichte zwischen z.B. 70 und < 200 kg/m3, bevorzugt zwischen 70 und 150 kg/m3 hergestellt werden. Zudem betrifft die Erfindung einen mittels des Verfahrens hergestellten Poren- oder Schaumbetondämmkörper.The present invention relates to a process for the production of low-sulfate, preferably sulfate-free, hydrothermally hardened pore or foam concrete molded bodies in the form of porous or foam concrete insulating bodies. According to the invention, porous or foam concrete insulation material, preferably porous or foam concrete insulation boards, should be produced with a bulk density between, for example, 70 and <200 kg / m 3 , preferably between 70 and 150 kg / m 3 . In addition, the invention relates to a porous or foam concrete insulating body produced by means of the method.

Porenbetonformkörper bestehen aus hydrothermal gehärtetem, porosiertem Calciumsilikathydratmaterial. Sie werden hergestellt aus einer wässrigen Mischung bzw. Frischbetonmasse, welche mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige CaO-Komponente und mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige SiO2-Komponente, ein Treibmittel, insbesondere Aluminiumpulver und/oder -paste, sowie gegebenenfalls, insbesondere inerte, Zusatzstoffe enthält. Außerdem enthält die Frischbetonmasse häufig mindestens ein Zusatzmittel, z.B. ein Fließmittel und/oder ein Dispergiermittel. Die gießfähige bzw. gießfertige Frischbetonmasse wird in eine Gießform gegossen, auftreiben und ansteifen gelassen, geschnitten und anschließend einer Dampfhärtung unterzogen. Im Gegensatz zu herkömmlichem, nicht autoklaviertem Beton weist Porenbetonmaterial keine groben Zuschlagkörner mit einer Korngröße > 2,0 mm auf.Aerated concrete moldings consist of hydrothermally hardened, porous calcium silicate hydrate material. They are made from an aqueous mixture or fresh concrete mass which contains at least one CaO component that is reactive in the hydrothermal process and at least one SiO 2 component that is reactive in the hydrothermal process, a propellant, in particular aluminum powder and / or paste, and optionally, in particular inert, additives . In addition, the fresh concrete compound often contains at least one additive, for example a superplasticizer and / or a dispersant. The pourable or ready-to-pour fresh concrete mass is poured into a casting mold, blown up and left to stiffen, cut and then subjected to steam hardening. In contrast to conventional, non-autoclaved concrete, aerated concrete material does not have any coarse aggregate grains with a grain size> 2.0 mm.

Für die Herstellung von hydrothermal gehärteten Schaumbetonformkörpern wird der Frischbetonmasse anstelle des Treibmittels vorgefertigter Schaum untergemischt oder die einen Schaumbildner enthaltende Frischbetonmasse durch Rühren direkt aufgeschäumt und anschließend die gießfähige bzw. gießfertige Frischbetonmasse in die Gießform gegossen. Der Treibprozess entfällt jeweils.For the production of hydrothermally hardened foam concrete moldings, the fresh concrete mass is mixed with prefabricated foam instead of the blowing agent or the fresh concrete mass containing a foaming agent is foamed directly by stirring and then the pourable or ready-to-pour fresh concrete mass is poured into the casting mold. The driving process is omitted in each case.

Herkömmliche Poren- und Schaumbetonformkörper bestehen somit im Wesentlichen aus einem Feststoffsteggerüst, welches hauptsächlich aus Calciumsilikathydratphasen (CSH-Phasen) besteht. Hauptsächlich meint, dass das Feststoffsteggerüst bezogen auf seine Trockenmasse zu über 50 M.-% aus den CSH-Phasen besteht. Bei hohen Rohdichten, z.B. > 650 kg/m3, kann der Gehalt auch unter 50 M.-% liegen. Das Feststoffsteggerüst kann zudem z.B. Restquarzkörner sowie gegebenenfalls die inerten Zusatzstoffe enthalten. Die Restquarzkörner und die inerten Zusatzstoffe sind in die CSH-Phasen eingebettet. Das Feststoffsteggerüst weist Stege auf, die die durch die Porosierung oder die Schaumzugabe oder das Aufschäumen künstlich erzeugten Poren (= Makroporen) umgeben. Außerdem weist das Feststoffsteggerüst Nano-, Gel- und Mikroporen auf, die in die CSH-Phasen eingebettet sind bzw. in diesen verteilt sind. Die Nano-, Gel- und Mikroporen sind Bestandteil des Feststoffsteggerüsts. Die CSH-Phasen des Feststoffsteggerüsts fungieren somit als Bindephase im Feststoffsteggerüst. Sie sind größtenteils kryptokristallin bis kristallin, in der Regel handelt es sich um CSH(I) und hauptsächlich um 11 Å-Tobermorit.Conventional porous and foam concrete molded bodies thus essentially consist of a solid web framework, which mainly consists of calcium silicate hydrate phases (CSH phases). Mainly means that the solid bar framework, based on its dry mass, consists of more than 50% by mass of the CSH phases. In the case of high bulk densities, eg> 650 kg / m 3 , the content can also be below 50 mass%. The solid bar framework can also contain, for example, residual quartz grains and optionally the inert additives. The residual quartz grains and the inert additives are embedded in the CSH phases. The solid bar framework has bars which surround the pores (= macropores) artificially created by the porosity or the addition of foam or the foaming. In addition, the solid bar framework has nano, gel and micropores that are embedded in the CSH phases or are distributed in them. The nano, gel and micropores are part of the solid bar framework. The CSH phases of the solid bar framework thus function as a binding phase in the solid bar framework. They are mostly cryptocrystalline to crystalline, usually CSH (I) and mainly 11 Å tobermorite.

Poren- bzw. Schaumbetonsteine sind Bausteine aus Poren- und Schaumbetonmaterial. Die in der Regel unbewehrten Poren- bzw. Schaumbetonsteine werden hauptsächlich als Mauersteine eingesetzt. Sie werden in Abhängigkeit von den Fertigungstoleranzen auch als Poren- oder Schaumbetonplansteine- oder -blöcke bezeichnet.Porous or foam concrete blocks are building blocks made of porous and foam concrete material. The generally unreinforced pore or foam concrete blocks are mainly used as masonry blocks. Depending on the manufacturing tolerances, they are also referred to as porous or foam concrete flat stones or blocks.

Bewehrte Poren- bzw. Schaumbetonformkörper werden hauptsächlich als großformatige Poren- bzw. Schaumbetonbauteile eingesetzt.Reinforced porous or foam concrete moldings are mainly used as large-format porous or foam concrete components.

Poren- bzw. Schaumbetonformkörper sehr geringer Rohdichte finden, wie bereits erläutert, als Poren- bzw. Schaumbetondämmkörper, bevorzugt in Form von Poren- bzw. Schaumbetondämmplatten, Verwendung.Pore or foam concrete moldings with very low bulk density are used, as already explained, as pore or foam concrete insulation bodies, preferably in the form of pore or foam concrete insulation boards.

Derzeit werden Porenbetonsteine genormter Güteklassen (EN 771-4 2015-11 und DIN 20000-404:2018-04 ) mit Rohdichten ≤ 800 kg/m3 in der Regel mit sogenannten Kalk-Zementrezepturen hergestellt. Kalk-Zementrezepturen enthalten als CaO- und gleichzeitig SiO2-Komponente Zement, in der Regel Portlandzement (CEM I). Die Kalk-Zementrezepturen können aber auch andere genormte (z.B. CEM II oder CEM III) oder nicht genormte Zemente enthalten. Zudem ist zusätzlich zum Zement als CaO-Komponente Branntkalk und/oder Kalkhydrat enthalten. Zusätzlich zum Zement ist in den Kalk-Zementrezepturen zudem eine weitere SiO2-Komponente, z.B. gemahlener Quarz, vorzugsweise gemahlener Sand, oder Flugasche, enthalten. Des Weiteren enthalten Kalk-Zementrezepturen in der Regel einen Sulfatträger in Form von Anhydrit und/oder Gips. Der Sulfatträger im Zement wirkt als Erstarrungsregler und ist in dem Zement bereits enthalten. Für die genormten Zemente ist die Höhe des SO3-Gehalts in der DIN EN 197-1:2011-11 festgelegt. Üblicherweise wird aber der Porenbetonmischung auch noch ein zusätzlicher Sulfatträger zugesetzt.Aerated concrete blocks of standardized quality classes (EN 771-4 2015-11 and DIN 20000-404: 2018-04 ) with bulk densities ≤ 800 kg / m 3 , usually produced with so-called lime-cement formulations. Lime cement formulations contain cement as a CaO and at the same time SiO 2 component, usually Portland cement (CEM I). The lime-cement formulations can also contain other standardized (eg CEM II or CEM III) or non-standardized cements. In addition to cement, it also contains quicklime and / or hydrated lime as CaO components. In addition to the cement, the lime-cement formulations also contain a further SiO 2 component, for example ground quartz, preferably ground sand, or fly ash. Furthermore, lime cement formulations usually contain a sulphate carrier in the form of anhydrite and / or gypsum. The sulphate carrier in the cement acts as a setting regulator and is already contained in the cement. For the standardized cements, the level of the SO 3 content is in the DIN EN 197-1: 2011-11 set. Usually, however, an additional sulphate carrier is also added to the aerated concrete mixture.

Der Erstarrungsregler im Zement dient dazu, die Abbindezeit im Beton einzustellen, dabei können in der Mischung weitere, die Abbindezeit beeinflussende Additive enthalten sein. Durch die Zugabe des Erstarrungsreglers im Zement wird erreicht, dass das Angebot an wasserlöslichem Sulfat bei Beginn der Hydratation gerade so hoch ist, dass der hydratisierende Tricalciumaluminatanteil ausschließlich als Trisulfat gebunden wird. Ohne den Sulfatträger im Zement dagegen würde eine frisch angemachte zementhaltige Mischung sofort erstarren, da aus dem Tricalciumaluminat unmittelbar große, blattförmige Tetracalciumaluminathydratkristalle entstehen würden, die im mit Anmachwasser gefüllten Raum zwischen den Zementpartikeln zu einem kartenhausähnlichen Gefüge verwachsen. Dieses Phänomen ist unter dem Begriff „Löffelbinder“ bekannt.The setting regulator in the cement is used to adjust the setting time in the concrete; the mixture can contain other additives that influence the setting time. The addition of the setting regulator in the cement ensures that the supply of water-soluble sulphate at the start of hydration is just high enough that the hydrating tricalcium aluminate content is bound exclusively as trisulphate. Without the sulphate carrier in the cement, on the other hand, a freshly made cement-containing mixture would solidify immediately, as large, leaf-shaped tetracalcium aluminate hydrate crystals would arise from the tricalcium aluminate, which would grow together in the space between the cement particles, which is filled with mixing water, to form a structure similar to a house of cards. This phenomenon is known under the term "spoon binder".

Bei der Herstellung von Poren- oder Schaumbetonformkörpern dient der zugesetzte Sulfatträger zudem dazu, die Bildung von Tobermorit aus Hydroxylellastadit zu fördern. Denn die sich im grünen Zustand des Porenbetonkuchens aus dem Zementklinker des Zements bildenden CSH-Phasen (hauptsächlich CSH-I und CSH-II) können durch den Sulfatträger in Hydroxylellestadit überführt werden, so dass sich aus diesem bei der weiteren Autoklavierung Tobermorit bilden kann (siehe Schober ZKG International H.7 2005 Vol. 58, S. 63ff.).In the production of porous or foam concrete moldings, the added sulphate carrier also serves to promote the formation of tobermorite from hydroxylellastadite. This is because the CSH phases (mainly CSH-I and CSH-II) that form from the cement clinker of the cement in the green state of the aerated concrete cake can be converted into hydroxylellestadite by the sulphate carrier, so that tobermorite can be formed from this during further autoclaving (see Schober ZKG International H.7 2005 Vol. 58, p. 63ff.).

Auf dem Fachgebiet sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Poren- oder Schaumbetonformkörpern aus Kalk-Zementrezepturen und auch aus reinen Zementrezepturen bekannt:

  • Aus der WO 98/02391 A1 geht z.B. ein Verfahren zur Herstellung von Porenbeton hervor. Die dazu verwendete, schnell erstarrende Mischung weist eine SiO2 -Komponente, Branntkalk, ein Treibmittel, Gips, Zement und Wasser auf. Um die Reaktivität des Branntkalks zu verringern, wird beispielsweise Ligninsulfonat zugegeben. Des Weiteren kann ein Polyacrylat (Dispex N 40 V von BASF) als Dispergiermittel verwendet werden.
Various processes for the production of porous or foam concrete moldings from lime-cement formulations and also from pure cement formulations are known in the field:
  • From the WO 98/02391 A1 For example, a process for the production of aerated concrete emerges. The rapidly solidifying mixture used for this purpose has an SiO 2 component, quicklime, a blowing agent, gypsum, cement and water. To reduce the reactivity of the quicklime, lignosulfonate, for example, is added. A polyacrylate (Dispex N 40 V from BASF) can also be used as a dispersant.

Die CN 102 757 211 A offenbart z.B. ein Verfahren zur Herstellung eines Porenbetonsteins. Die dazu verwendete Mischung weist unter anderem 2 bis 4 M.-% Zementklinker und 1 bis 3 M.-% Gips auf.The CN 102 757 211 A discloses, for example, a method for producing an aerated concrete block. The mixture used for this purpose has, inter alia, 2 to 4 mass% cement clinker and 1 to 3 mass% gypsum.

Die EP 2 371 783 A1 betrifft einen Porenbetonformkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die zur Herstellung verwendete zementhaltige Gießmasse weist ein Zusatzmittel zur Verhinderung der Sedimentation auf. Dabei handelt es sich um ein Polysaccharid und/oder Polyethylenglykol und/oder Polyethylenoxid und/oder ein Melaminharzderivat. Gemäß der EP 2 371 783 A1 können auch weitere beliebige Zusatzmittel zugegeben werden, z.B. Polyacrylsäure und ein Dispergiermittel.The EP 2 371 783 A1 relates to a molded aerated concrete body and a method for its production. The cement-containing casting compound used for production has an additive to prevent sedimentation. This is a polysaccharide and / or polyethylene glycol and / or polyethylene oxide and / or a melamine resin derivative. According to the EP 2 371 783 A1 Any other additives can also be added, for example polyacrylic acid and a dispersant.

Die CN 104 628 416 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Porenbeton, welcher aus einer Mischung hergestellt ist, die 10 bis 15 M.-% Zementklinker und 3 bis 6 M.-% Calciumsulfat enthält.The CN 104 628 416 A discloses a process for the production of aerated concrete which is produced from a mixture which contains 10 to 15 mass% cement clinker and 3 to 6 mass% calcium sulfate.

Auch die CN 107 963 903 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Porenbetonsteins, wobei die Mischung zur Herstellung des Porenbetonsteins 6 bis 12 M.-% Zementklinker und 3 bis 6 % natürlichen Gips enthält.Also the CN 107 963 903 A discloses a method for producing an aerated concrete block, the mixture for producing the aerated concrete block containing 6 to 12 mass% cement clinker and 3 to 6% natural gypsum.

Die CN 106 045 561 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Porenbetonsteins. Die zur Herstellung des Porenbetonsteins verwendete Mischung weist 2 M.-% Zementklinker und 3 M.-% Gips auf.The CN 106 045 561 A discloses a method for producing an aerated concrete block. The mixture used to produce the aerated concrete block has 2 mass% cement clinker and 3 mass% gypsum.

Aus der CN 102 757 211 A geht ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Porenbetonsteins hervor. Die zur Herstellung verwendete Mischung weist 2 bis 4 M.-% Zementklinker und 1 bis 3 M.-% Gips auf.From the CN 102 757 211 A also discloses a method for producing an aerated concrete block. The mixture used for production has 2 to 4 mass% cement clinker and 1 to 3 mass% gypsum.

Die Kalk-Zementrezepturen haben jedoch bekanntermaßen Nachteile. Durch den Gipszusatz kann es zum Beispiel zu Kalkvergrießungen in der Frischbetonmasse kommen, deren negative Auswirkungen bekannt sind.However, the lime-cement formulations are known to have disadvantages. The addition of gypsum can, for example, lead to lime encapsulation in the fresh concrete mass, the negative effects of which are known.

Der wesentlichste Nachteil von Poren- und Schaumbetonformsteinen auf Kalk-Zementrezepturbasis und Zementrezepturbasis aber ist, dass sie Sulfat aus dem Portlandzement und/oder dem Anhydrit-/Gipszusatz der Ausgangsmischung aufweisen. Das Sulfat ist auslaugbar. Dies erschwert das Recycling von Baustellenabfällen und Abbruchmaterial aus Porenbeton, weil der Sulfat-Grenzwert zum Einsatz im Landschaftsbau nicht eingehalten wird. Sulfationen können zudem unter bestimmten Bedingungen während der Bauwerkserstellung mit Calciumsilikathydratphasen des verwendeten mineralischen Mörtels reagieren und Ettringit (3 CaO × Al2O3 × 3 CaSO4 × 32 H2O) bzw. Thaumasit (CaSiO3 × CaSO4 × CaCO3 × 15 H2O) bilden. Diese Ettringit-/Thaumasitbildung zerstört durch eine mit Volumenvergrößerungen in der Mörtelfuge einhergehende Kristallisation den Baustoffverbund. Einzig wirksame Gegenmaßnahme ist die Verwendung von sulfatwiderstandsfähigen Mörteln.The main disadvantage of porous and foamed concrete blocks based on lime-cement formulation and cement formulation, however, is that they contain sulfate from the Portland cement and / or the anhydrite / gypsum additive of the starting mixture. The sulfate is leachable. This makes it more difficult to recycle construction site waste and demolition material made of aerated concrete, because the sulphate limit value for use in landscaping is not complied with. Under certain conditions, sulphate ions can react with calcium silicate hydrate phases of the mineral mortar used during construction and ettringite (3 CaO × Al 2 O 3 × 3 CaSO 4 × 32 H 2 O) or thaumasite (CaSiO 3 × CaSO 4 × CaCO 3 × 15 H 2 O). This formation of ettringite / thaumasite destroys the building material bond through crystallization associated with volume increases in the mortar joint. The only effective countermeasure is the use of sulphate-resistant mortars.

Des Weiteren sind auch reine Kalkrezepturen zur Herstellung von Porenbetonformkörpern auf dem Fachgebiet bekannt. Die Kalkrezepturen weisen nur Branntkalk und/oder Kalkhydrat als CaO-Komponente, aber keinen Zement und keinen Zementklinker auf. Folglich weisen sie keinen Sulfatträger als Erstarrungsregler auf, so dass die oben genannten Probleme vermieden werden.Furthermore, pure lime formulations for the production of aerated concrete moldings are also known in the art. The lime formulations only contain quicklime and / or hydrated lime as CaO components, but no cement and no cement clinker. Consequently, they do not have a sulfate carrier as a setting regulator, so that the above-mentioned problems are avoided.

Die WO 2009/121635 A1 offenbart beispielsweise zwei Verfahren zur hydrothermalen Herstellung von Porenbeton- oder Schaumbetonformkörpern aus einer Kalkrezeptur. Es wurde dabei herausgefunden, dass es bei Kalkrezepturen nicht auf die angesteifte, schneidfähige Konsistenz des Kuchens ankommt, sondern auf den Wassergehalt des Porenbetonkuchens bevor er in den Autoklaven gefahren wird. Problematisch ist, dass das Wasser während der Autoklavierung nach unten sickert und sich dort sammelt. Dadurch wird der untere Bereich des Porenbetonkuchens instabil und der Porenbetonkuchen kann kollabieren. Die WO 2009/121635 A1 befasst sich deshalb mit Maßnahmen, um das Wasser im Porenbetonkuchen während des Autoklavierens zu immobilisieren.The WO 2009/121635 A1 discloses, for example, two processes for the hydrothermal production of aerated concrete or foam concrete molded bodies from a lime formulation. It was found that in the case of lime formulations it is not the stiffened, sliceable consistency of the cake that matters, but the water content of the aerated concrete cake before it is put into the autoclave. The problem is that the water seeps down during autoclaving and collects there. This makes the lower area of the aerated concrete cake unstable and the aerated concrete cake can collapse. The WO 2009/121635 A1 therefore deals with measures to immobilize the water in the aerated concrete cake during autoclaving.

Gemäß einem ersten Verfahren wird gemäß der WO 2009/121635 A1 deshalb der Porenbetonkuchen nach dem Ansteifen auf eine Seitenwand der Gießform gekippt und so geschnitten. Er steht beim Schneiden somit hochkant. Nach dem Schneiden wird der Kuchen wieder zurück auf seine Breitseite gekippt und auf einem Härterost autoklaviert. Durch das Zurückkippen und die relativ geringe Auflast, wenn der Porenbetonkuchen auf seiner Breitseite lagert, sickert weniger Wasser nach unten, so dass der Porenbetonkuchen in seinem unteren Bereich weniger aufgeweicht wird.According to a first method, according to the WO 2009/121635 A1 therefore, after setting, the aerated concrete cake is tipped onto a side wall of the casting mold and cut in this way. It is therefore upright when cutting. After cutting, the cake is tilted back on its broad side and autoclaved on a hardening grid. As a result of the tilting back and the relatively low load when the aerated concrete cake is stored on its broad side, less water seeps down, so that the aerated concrete cake is less softened in its lower area.

Gemäß einem zweiten Verfahren wird gemäß der WO 2009/121635 A1 hochdisperse Kieselsäure verwendet, welche das Wasser weitgehend immobilisiert. Dadurch kann der Porenbetonkuchen sogar hochkant autoklaviert werden.According to a second method, according to the WO 2009/121635 A1 Highly dispersed silica used, which largely immobilizes the water. This means that the aerated concrete cake can even be autoclaved upright.

Auch die EP 3 235 794 A1 offenbart einen sulfatarmen Porenbeton sowie eine Mischung und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Der Porenbeton besteht aus 25 bis 65 M.-% Quarzmehl, 5 bis 30 M.-% Porenbetonrückgut, 0 bis 40 M.-% Zement, 5 bis 25 M.-% Branntkalk, 0 bis 15 M.-% gemahlenem Porenbeton, 0,05 bis 0,4 M.-% Aluminiumkomponente, 0 bis 5 M.-% eines Sulfatträgers, wie beispielsweise Anhydrit oder Gips, 0 bis 15 M.-% kalziniertem Ton (CT) und/oder 0 bis 15 M.-% hochgebranntem Ton (AT) sowie Wasser. Dabei beträgt die Summe aus CT und AT wenigstens 1,5 M.-% und der Porenbeton weist ein Auslaugverhalten, welches eine Sulfatkonzentration von höchstens 500 mg/l Sulfat im Eluat, ergibt, auf. Zudem weist der Porenbeton ein hygrisches Gesamtschwinden von 0,4 mm/m oder weniger auf. Die angegebenen M.-% beziehen sich auf die Trockenmasse der Mischung. Ziel der EP 3 235 794 A1 ist es, den Zementanteil möglichst gering zu halten und ohne die bisher eingesetzten Sulfatträger auszukommen. Der Zement und die Sulfatträger werden gemäß der EP 3 235 794 A1 möglichst vollständig durch den kalzinierten Ton (CT) und/oder den amorphen Ton (AT) ersetzt.Also the EP 3 235 794 A1 discloses a low-sulfate aerated concrete as well as a mixture and a method for its production. The aerated concrete consists of 25 to 65 wt.% Quartz powder, 5 to 30 wt.% Aerated concrete scrap, 0 to 40 wt.% Cement, 5 to 25 wt.% Quicklime, 0 to 15 wt.% Ground aerated concrete, 0.05 to 0.4 mass% aluminum component, 0 to 5 mass% of a sulphate carrier such as anhydrite or gypsum, 0 to 15 mass% calcined clay (CT) and / or 0 to 15 mass% % high-fired clay (AT) and water. The sum of CT and AT is at least 1.5 mass% and the aerated concrete has a leaching behavior which results in a sulfate concentration of at most 500 mg / l sulfate in the eluate. In addition, the aerated concrete exhibits a total hygric shrinkage of 0.4 mm / m or less. The specified mass% relate to the dry mass of the mixture. goal of EP 3 235 794 A1 it is to keep the cement content as low as possible and to get by without the sulphate carriers used up to now. The cement and sulphate carriers are prepared according to EP 3 235 794 A1 Replaced as completely as possible by the calcined clay (CT) and / or the amorphous clay (AT).

Des Weiteren sind auf dem Gebiet der herkömmlichen Betontechnologie/Mörteltechnologie sulfatträgerfreie Rezepturen bekannt:

  • Die RU 2159754 C2 offenbart beispielsweise die Herstellung eines nicht autoklavierten Leichtbetons. Die Mischung zur Herstellung des Leichtbetons weist ohne Zusatz von Gips vermahlenen Zementklinker und einen Schaumbildner auf.
  • Die DE 10 2006 038743 A1 offenbart die Verwendung einer Feststoff-Zusammensetzung zur Herstellung eines Fliesenklebers. Dabei umfasst die Feststoff-Zusammensetzung ein sulfatträgerfreies Portlandzementklinkermehl, einen Mörtelverzögerer, einen Celluloseether sowie gegebenenfalls weitere Bestandteile zur Herstellung eines Fliesenklebers.
  • Die EP 1 072 566 A1 befasst sich mit einer schnell erhärtenden, hydraulischen Bindemittelmischung und einem Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Bindemittelmischung wird zur Herstellung von Beton verwendet. Sie weist zudem eine sulfatträgerfreie, insbesondere ohne Sulfatträger vermahlene, hydraulische Bindemittelkomponente und eine Komponente zur Erhärtungsbeschleunigung auf. Zur Steuerung der Frühfestigkeit und der Frühfestigkeitsentwicklung weist sie sowohl Natriumcarbonat als auch Kaliumcarbonat in auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmten Verhältnissen auf. Zudem ist eine die Erstarrung verzögernde Komponente in Form einer Sulfonsäuregruppe vorhanden. Bei der sulfatträgerfreien Bindemittelkomponente kann es sich um sulfatträgerfreies Portlandzementklinkermehl handeln.
  • Die DE 198 54 477 A1 offenbart eine schnell erstarrende hydraulische Bindemittelzusammensetzung, enthaltend eine sulfatträgerfreie Bindemittelkomponente und ein sulfonatgruppenfreies Fließmittel. Bei der sulfatträgerfreien Bindemittelkomponente kann es sich um ein Portlandzementklinkermehl handeln. Bei dem sulfonatgruppenfreien Fließmittel kann es sich um Polycarboxylat handeln, welches auch eine Dispergierwirkung hat. Die Bindemittelmischung der DE 198 54 477 A1 wird beispielsweise als Spritzbindemittel oder zur Herstellung von Spritzbetonen oder zur Herstellung von Mörteln verwendet.
  • Die DE 101 41 864 A1 offenbart eine Schnellzement-Bindemittelmischung für einen schnell erhärtenden Beton. Die Bindemittelmischung weist eine steuerbare Verarbeitungszeit und eine nach dem Ende der Verarbeitungszeit rasch ansteigende Festigkeit auf, wobei die Bindemittelmischung eine sulfatträgerfreie Bindemittelkomponente mit Portlandzementklinkerfeinstmehl sowie ein eine Strukturviskosität gewährleistendes Mittel aufweist. Bei dem die Strukturviskosität gewährleistenden Mittel handelt es sich beispielsweise um Gluconsäure und deren Salze. Um das zu schnelle Erstarren zu verhindern, enthält die Bindemittelmischung zudem Verzögerer.
  • Aus der DE 196 33 447 A1 geht eine schnell erhärtende hydraulische Bindemittelmischung aus gemahlenem Portlandzementklinker mit hohem Sulfatwiderstand hervor. Die Bindemittelmischung weist zudem einen anorganischen Abbindebeschleuniger und einen Erstarrungsverzögerer auf. Bei dem Erstarrungsverzögerer handelt es sich entweder um ein System aus einem festigkeitsfördernden, das Wachstum von Calciumaluminatcarbonathydraten hemmendes organisches Mittel und/oder ein zusätzliches funktionelles Mittel, wobei das Verhältnis der beiden Komponenten 1:0,83 bis 1:6 ist. Die Bindemittelmischung wird zur Herstellung von Spritzmörtel oder Spritzbeton verwendet.
Furthermore, sulfate-carrier-free recipes are known in the field of conventional concrete / mortar technology:
  • The RU 2159754 C2 discloses, for example, the production of a non-autoclaved lightweight concrete. The mixture for producing the lightweight concrete has cement clinker ground without the addition of gypsum and a foaming agent.
  • The DE 10 2006 038743 A1 discloses the use of a solid composition for making a tile adhesive. The solid composition here comprises a sulphate carrier-free Portland cement clinker powder, a mortar retarder, a cellulose ether and, if necessary, further components for the production of a tile adhesive.
  • The EP 1 072 566 A1 deals with a fast setting, hydraulic binder mixture and a process for its production. The binder mixture is used to make concrete. It also has a sulphate carrier-free, in particular ground without sulphate carrier, hydraulic binder component and a component for accelerating hardening. To control the early strength and the early strength development, it contains both sodium carbonate and potassium carbonate in proportions tailored to the respective application. In addition, a solidification retarding component is present in the form of a sulfonic acid group. The sulfate-carrier-free binder component can be a sulfate-carrier-free Portland cement clinker meal.
  • The DE 198 54 477 A1 discloses a rapidly setting hydraulic binder composition containing a sulfate-carrier-free binder component and a sulfonate-group-free superplasticizer. The binder component which is free of sulfate carriers can be a Portland cement clinker meal. The flow agent free from sulfonate groups can be polycarboxylate, which also has a dispersing effect. The binder mixture of DE 198 54 477 A1 is used, for example, as a spray binder or for the production of sprayed concrete or for the production of mortar.
  • The DE 101 41 864 A1 discloses a quick cement binder mix for a quick setting concrete. The binder mixture has a controllable processing time and a strength which increases rapidly after the end of the processing time, the binder mixture having a sulfate-carrier-free binder component with Portland cement clinker powder and an agent ensuring structural viscosity. The agent ensuring the structural viscosity is, for example, gluconic acid and its salts. The binder mixture also contains retarders to prevent it from solidifying too quickly.
  • From the DE 196 33 447 A1 is the result of a fast-setting hydraulic binder mixture made from ground Portland cement clinker with high sulfate resistance. The binder mixture also has an inorganic setting accelerator and a setting retarder. The setting retarder is either a system of an organic agent that promotes strength, inhibits the growth of calcium aluminate carbonate hydrates and / or an additional functional agent, the ratio of the two components 1 : 0.83 to 1: 6. The binder mixture is used to produce spray mortar or sprayed concrete.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von sulfatarmen bis sulfatfreien, hydrothermal gehärteten Poren- und/oder Schaumbetonformkörpern in Form von Poren- und/oder Schaumbetondämmkörpern, welches einfach und flexibel mittels herkömmlicher Verfahrensschritte prozessierbar ist und gute mechanische und hygrische Eigenschaften, insbesondere gute Festigkeitseigenschaften, der hergestellten Poren- und/oder Schaumbetonformkörper gewährleistet. Das Verfahren soll insbesondere die Nutzung vorhandener Maschinen und Anlagen ermöglichen.The object of the present invention is to provide a method for the production of low-sulfate to sulfate-free, hydrothermally hardened pore and / or foam concrete molded bodies in the form of porous and / or foam concrete insulating bodies, which can be processed easily and flexibly by means of conventional process steps and which has good mechanical and hygric properties, in particular good strength properties, the produced porous and / or foam concrete moldings ensured. In particular, the method should enable the use of existing machines and systems.

Zudem soll ein mit dem Verfahren hergestellter Poren- oder Schaumbetonformkörper mit guten mechanischen und hygrischen Eigenschaften, insbesondere guten Festigkeitseigenschaften, bereitgestellt werden.In addition, a porous or foamed concrete molded body with good mechanical and hygric properties, in particular good strength properties, is to be provided.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einen Poren- oder Schaumbetondämmkörper mit den Merkmalen von Anspruch 19 bzw. 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by a method with the features of claim 1 and a porous or foam concrete insulating body with the features of claims 19 and 20, respectively. Advantageous further developments of the invention are characterized in the respective subsequent subclaims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: Ermittelte A-Zahlen und amorpher Phasengehalt, aufgetragen über dem C/S-Verhältnis einer ersten Versuchsreihe
  • 2: Gemessene Ausbreitmaße einer vierten Versuchsreihe
  • 3: Ermittelte A-Zahlen der vierten Versuchsreihe
In the following the invention is explained in more detail by way of example with the aid of a drawing. Show it:
  • 1 : Determined A-numbers and amorphous phase content, plotted against the C / S ratio of a first series of tests
  • 2 : Measured slump from a fourth series of tests
  • 3rd : Determined A-numbers of the fourth test series

Im Rahmen der Erfindung wurde überraschenderweise herausgefunden, dass es möglich ist, Poren- und/oder Schaumbetonformkörper aus einer Frischbetonmasse herzustellen, die zwar Portlandzementklinkermehl aber keinen Sulfatträger als Erstarrungsregler enthält. Bei Portlandzementklinkermehl handelt es sich um reinen gemahlenen Portlandzementklinker ohne Zusatz bzw. ohne Zugabe, insbesondere ohne Zumahlung, von Sulfatträger, um sogenannten Löffelbinder. Die Frischbetonmasse enthält somit erfindungsgemäß keinen sulfatträgerhaltigen Zement, sondern lediglich sulfatträgerfreies Portlandzementklinkermehl. Trotzdem erstarrt die Frischbetonmasse nicht sofort und ist überraschenderweise prozessierbar.In the context of the invention, it was surprisingly found that it is possible to produce pore and / or foam concrete molded bodies from a fresh concrete mass which contains Portland cement clinker powder but no sulfate carrier as a setting regulator. Portland cement clinker powder is pure, ground Portland cement clinker with no addition or without addition, in particular without co-grinding, of sulfate carriers, so-called spoon binders. According to the invention, the fresh concrete mass therefore does not contain any cement containing sulphate carriers, but only Portland cement clinker powder free from sulphate carriers. Nevertheless, the fresh concrete mass does not solidify immediately and, surprisingly, can be processed.

Sulfatträgerfrei bedeutet dabei im Rahmen der Erfindung, dass weder der Frischbetonmasse noch einer der einzelnen Komponenten/Rohstoffe der Frischbetonmasse ein Sulfatträger zugegeben wird.In the context of the invention, sulfate carrier-free means that no sulfate carrier is added to either the fresh concrete mass or any of the individual components / raw materials of the fresh concrete mass.

Als Sulfatträger wird im Rahmen der Erfindung ein Rohstoff verstanden, welcher aus Alkalisulfat oder Erdalkalisulfat, vorzugsweise aus Calciumsulfat, besteht. Beispielsweise handelt es sich um Gips oder Anhydrit. Selbstverständlich können diese Rohstoffe Nebenbestandteile bzw. Verunreinigungen enthalten. Nebenbestandteile sind unerwünscht und deshalb als Verunreinigungen zu interpretieren.In the context of the invention, a sulfate carrier is understood to be a raw material which consists of alkali metal sulfate or alkaline earth metal sulfate, preferably calcium sulfate. For example, it is plaster of paris or anhydrite. Of course, these raw materials can contain secondary components or impurities. Minor components are undesirable and should therefore be interpreted as impurities.

Im Gegensatz dazu werden Rohstoffe, welche Sulfatminerale bzw. Sulfatverbindungen lediglich als Nebenbestanteile enthalten, nicht als Sulfatträger im Rahmen der Erfindung bezeichnet.In contrast to this, raw materials which contain sulphate minerals or sulphate compounds only as secondary constituents are not referred to as sulphate carriers in the context of the invention.

Ein Beispiel für einen derartigen Rohstoff ist sulfathaltiges Porenbetonmehl. Denn Porenbetonmehl enthält, falls es aus einer herkömmlichen Kalk-Zementrezeptur oder einer Zementrezeptur hergestellt wurde, zwar einen gewissen Anteil an Calciumsulfat. Allerdings besteht das Porenbetonmehl nicht daraus, sondern enthält das Alkali- und/oder Erdalkalisulfat lediglich als Nebenbestandteil bzw. Verunreinigung.An example of such a raw material is aerated concrete powder containing sulphate. Because aerated concrete powder contains, if it was made from a conventional lime-cement recipe or a cement recipe, a certain amount of calcium sulfate. However, the aerated concrete powder does not consist of it, but only contains the alkali and / or alkaline earth sulfate as a secondary component or impurity.

Auch Portlandzementklinkermehl kann Sulfatminerale bzw. Sulfatverbindungen als Nebenbestanteile enthalten. Diese resultieren z.B. aus den natürlichen Rohmaterialien und/oder aus bei der Klinkerherstellung verwendeten Brennstoffen.Portland cement clinker powder can also contain sulphate minerals or sulphate compounds as secondary constituents. These result, for example, from the natural raw materials and / or from the fuels used in clinker production.

Der Anteil an SO3 im Portlandzementklinkermehl ist aber vorzugsweise < 2,0 M.-%, bevorzugt < 1,5 M.-%, bestimmt mittels Infrarotspektrometrie unter Nutzung eines Eltra CS-2000 von der Eltra GmbH.The proportion of SO 3 in the Portland cement clinker meal is, however, preferably <2.0% by mass, preferably <1.5% by mass, determined by means of infrared spectrometry using an Eltra CS-2000 from Eltra GmbH.

Auch wenn die Frischbetonmasse somit erfindungsgemäß keinen zugesetzten Sulfatträger enthält, kann die Frischbetonmasse dennoch geringe Mengen an Sulfat enthalten, welches als Verunreinigung in den verwendeten Rohstoffen enthalten ist. Die Verunreinigungen haben z.B. geogenen oder technologischen Hintergrund (technologische Verunreinigungen).Even if, according to the invention, the fresh concrete mass does not contain any added sulphate carrier, the fresh concrete mass can nevertheless contain small amounts of sulphate, which is contained as an impurity in the raw materials used. The impurities have, for example, a geogenic or technological background (technological impurities).

Wie bereits erläutert kann z.B. recycliertes Porenbetonmehl, das aus der Verwertung von Porenbetonrestmassen stammt, z.B. bis zu 8 M.-% Calciumsulfat enthalten. Infolgedessen können auch die erfindungsgemäß hergestellten Poren- oder Schaumbetonformkörper geringe Mengen an Sulfat enthalten. Aufgrund des fehlenden Zusatzes eines Sulfatträgers weisen die erfindungsgemäß hergestellten Poren- oder Schaumbetonformkörper aber eine reduzierte und vorzugsweise sehr geringe Sulfatkonzentration auf. Insbesondere weisen sie eine Sulfatkonzentration ≤ 600 mg/l, bevorzugt ≤ 100 mg/l, besonders bevorzugt ≤ 50 mg/l, Sulfat im Eluat gemäß DIN EN 12457-4: 2003-01 (DEV S 4) auf.As already explained, for example, recycled aerated concrete powder, which comes from the utilization of aerated concrete residues, can contain, for example, up to 8 mass% calcium sulfate. As a result, the molded porous or foamed concrete bodies produced according to the invention can also contain small amounts of sulfate. Due to the lack of addition of a sulfate carrier, the porous or foamed concrete molded bodies produced according to the invention have a reduced and preferably very low sulfate concentration. In particular, they have a sulfate concentration 600 mg / l, preferably 100 mg / l, particularly preferably 50 mg / l, according to sulfate in the eluate DIN EN 12457-4: 2003-01 (DEV S 4).

Überraschend war vor allem, dass die Herstellung des Poren- oder Schaumbetonformkörpers auf übliche Art und Weise mit den bekannten Vorrichtungen erfolgen kann. Insbesondere tritt wider Erwarten kein zu schnelles Erstarren (Löffelbinder) auf. Die Mischung ist ohne weiteres prozessierbar und auch der Treibprozess wird nicht negativ beeinflusst. Dies, obwohl das Ausbreitmaß erwartungsgemäß deutlich geringer ist als bei herkömmlichen, sulfatträgerhaltigen Rezepturen. Eigentlich wäre deshalb zu erwarten gewesen, dass der Treibprozess behindert wird. Offenbar sorgt aber unter anderem der im Vergleich zur Herstellung von herkömmlichem, nicht autoklaviertem Beton bzw. Mörtel deutlich höhere Wassergehalt der Gießmasse bzw. Frischbetonmasse dafür, dass die Frischbetonmasse prozessierbar bleibt.Above all, it was surprising that the molded porous or foam concrete body can be produced in the usual way with the known devices. In particular, contrary to expectations, there is no too rapid solidification (spoon binders). The mixture can be processed without further ado and the blowing process is not negatively influenced either. This is despite the fact that the slump is, as expected, significantly lower than with conventional recipes containing sulfate carriers. Actually, therefore, one would have expected that the forcing process would be hindered. Obviously, among other things, the significantly higher water content of the casting compound or fresh concrete compound compared to the production of conventional, non-autoclaved concrete or mortar ensures that the fresh concrete compound remains processable.

Der W/F-Wert (Wasser/Feststoffwert) der Frischbetonmasse beträgt dabei vorzugsweise 0,45 bis 1,5, bevorzugt 0,55 bis 1,0, besonders bevorzugt 0,60 bis 1,0.The W / F value (water / solids value) of the fresh concrete mass is preferably 0.45 to 1.5, preferably 0.55 to 1.0, particularly preferably 0.60 to 1.0.

Zudem weist die Frischbetonmasse vorzugsweise ein Ausbreitmaß von 20 bis 45 cm, bevorzugt 25 bis 40 cm, auf. Das Ausbreitmaß wurde branchenüblich gemessen. Ein Metallring mit 69 mm Innendurchmesser und 59 mm Höhe wird hierzu mittig auf eine Glasplatte aufgesetzt und bis zum Rand mit Porenbetonfrischmasse gefüllt. Sofort im Anschluss wird der Ring schnell senkrecht angehoben und die Porenbetonfrischmasse breitet sich fast kreisrund aus. Der Durchmesser des Kreises wird zweimal senkrecht zueinander gemessen und der Mittelwert auf 0,5 cm genau angegeben. Weil sich die Fließfähigkeit der frischen Porenbetonmasse durch die einsetzende Wasserstoffentwicklung sehr schnell verringert, ist es erforderlich, dass die Bestimmung des Ausbreitmaßes innerhalb von 60 Sekunden nach dem Abguss abgeschlossen ist.In addition, the fresh concrete mass preferably has a slump of 20 to 45 cm, preferably 25 to 40 cm. The slump was measured as is customary in the industry. For this purpose, a metal ring with an internal diameter of 69 mm and a height of 59 mm is placed in the center of a glass plate and filled with fresh aerated concrete to the edge. Immediately afterwards, the ring is quickly lifted vertically and the fresh aerated concrete spreads out in an almost circular manner. The diameter of the circle is measured twice perpendicular to each other and the mean value is given to the nearest 0.5 cm. Because the flowability of the fresh aerated concrete mass decreases very quickly due to the onset of hydrogen evolution, it is necessary that the determination of the slump has to be completed within 60 seconds after the pouring.

Bei der Herstellung von Schaumbetonformkörpern wird das Ausbreitmaß vor dem Aufschäumen der den Schaumbildner enthaltenden Frischbetonmasse gemessen.In the production of foam concrete moldings, the slump is measured before the foaming of the fresh concrete mass containing the foaming agent.

Vorzugsweise weist die Frischbetonmasse außerdem einen Gehalt an Portlandzementklinkermehl von 5 bis 45 M.-%, bevorzugt 10 bis 35 M.-%, besonders bevorzugt 10 bis 25 M.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffanteil (=Summe Feststoffe) der Frischbetonmasse auf. Unter dem Feststoffanteil versteht man dabei die Summe aller Feststoffe also die Masse der frisch dosierten Trockenstoffe sowie der im Rückschlamm enthaltenen Trockenstoffe. Die in Zusatzmitteln bzw. Additiven, wie z.B. Fließ- oder Dispergiermitteln, und im Treibmittel bzw. Schaumbildner enthaltenen Feststoffe gehen nicht in die Summe der Feststoffe ein, ihr Gehalt wird auf den Feststoffanteil bezogen.The fresh concrete mass also preferably has a Portland cement clinker powder content of 5 to 45% by mass, preferably 10 to 35% by mass, particularly preferably 10 to 25% by mass, based on the total solids content (= total solids) of the fresh concrete mass . The solids content is understood as the sum of all solids, i.e. the mass of the freshly dosed dry matter and the dry matter contained in the return sludge. The solids contained in additives, such as flow aids or dispersants, and in the blowing agent or foaming agent are not included in the total of the solids; their content is based on the solids content.

Bei den im Rückschlamm enthaltenen Trockenstoffen handelt es sich um aus den Bindemittelkomponenten gebildete Hydratphasen und gegebenenfalls inerte Stoffe, wie Porenbetonmehl oder Gesteinsmehl. Die Hydratphasen sind bereits derart ausreagiert, dass sie nicht mehr zur Grünstandsfestigkeit beitragen. Sie reagieren erst bei der hydrothermalen Härtung im Autoklaven.The dry matter contained in the return sludge is hydrate phases formed from the binder components and possibly inert substances such as aerated concrete powder or rock flour. The hydrate phases have already reacted to such an extent that they no longer contribute to the green stability. They only react during hydrothermal hardening in the autoclave.

Portlandzementklinkermehl liefert für die Reaktion im Autoklaven CaO und SiO2. Es ist damit zugleich CaO- als auch SiO2-Komponente.Portland cement clinker meal supplies CaO and SiO 2 for the reaction in the autoclave. It is therefore both a CaO and SiO 2 component.

Als weitere SiO2-Komponente weist die Frischbetonmasse zudem gemahlenen Quarz, bevorzugt gemahlenen Quarzsand, auf. Der Quarz, bevorzugt der Quarzsand, macht vorzugsweise mengenmäßig den überwiegenden Anteil an SiO2 in der Frischbetonmasse aus. Flugasche als SiO2-Komponente ist vorzugsweise nicht enthalten, da sie in der Regel Sulfat als Nebenbestandteil aufweist.The fresh concrete mass also has ground quartz, preferably ground quartz sand, as a further SiO 2 component. The quartz, preferably the quartz sand, preferably makes up the predominant amount of SiO 2 in the fresh concrete mass. Fly ash as an SiO 2 component is preferably not included, since it usually has sulfate as a secondary component.

Zudem weist die Frischbetonmasse als weitere CaO-Komponente vorzugsweise Branntkalk und/oder Kalkhydrat auf.In addition, the fresh concrete mass preferably has quicklime and / or hydrated lime as a further CaO component.

Die Frischbetonmasse kann zudem weitere auf dem Fachgebiet bekannte inerte Zusatzstoffe, vorzugsweise natürliches gemahlenes Kalksteinmehl und/oder gefälltes Calciumcarbonat (PCC) und/oder Porenbetonmehl aufweisen. Bei Porenbetonmehl handelt es sich um recycliertes, gemahlenes, hydrothermal gehärtetes Porenbetonmaterial. Dieses kann als sortenrein aufbereiteter Bauschutt oder direkt im Anschluss an die Produktion anfallen. Es ist vorzugsweise erfindungsgemäß hergestellt. Zudem weist es üblicherweise eine Korngröße ≤ 1700 µm auf. Porenbetonmehl wird auf dem Fachgebiet auch als Porenbetonsplitt oder Porenbetonfeinmaterial oder Unterkorn bezeichnet.The fresh concrete mass can also have other inert additives known in the art, preferably natural ground limestone powder and / or precipitated calcium carbonate (PCC) and / or aerated concrete powder. Aerated concrete powder is recycled, ground, hydrothermally hardened aerated concrete material. This can arise as sorted building rubble or directly after production. It is preferably made according to the invention. In addition, it usually has a grain size of 1700 µm. Aerated concrete powder is also referred to in the technical field as aerated concrete chippings or aerated concrete fine material or undersize.

Die Frischbetonmasse kann zudem zumindest ein auf dem Fachgebiet bekanntes Zusatzmittel, vorzugsweise ein Fließmittel und/oder ein Dispergiermittel und/oder einen Sedimentationshemmer aufweisen. Bei dem Fließmittel handelt es sich z. B. um Polycarboxylatether (PCE). Bei dem Dispergiermittel handelt es sich z.B. um Polyacrylat (PAR) oder ein Acrylpolymer.The fresh concrete mass can also have at least one additive known in the technical field, preferably a flow agent and / or a dispersant and / or a sedimentation inhibitor. The flow agent is, for. B. to polycarboxylate ether (PCE). The dispersant is, for example, polyacrylate (PAR) or an acrylic polymer.

Vorteilhafte Zusammensetzungen bzw. Rezepturen der Frischbetonmasse sind in nachstehender Tabelle angeben (Angaben in M.-%, bezogen auf die gesamte Trockenmasse (=Summe der Feststoffe) der Frischbetonmasse; Zusatzmittel und die Schaumkomponente werden dabei wie vorliegend bzw. auf dem Markt erhältlich betrachtet [nicht deren Wirkstoffgehalt] und additiv auf die Trockenmasse bezogen): Feststoffe der Trockenmasse: vorzugsweise Portlandzementklinkermehl 5 bis 45 10 bis 35 Branntkalk 0 bis 30 15 bis 25 Kalkhydrat 0 bis 20 0 bis 10 Gemahlener Quarz, vorzugsweise Sand 25 bis 80 30 bis 70 Gesteinsmehl, z.B. Kalksteinmehl 0 bis 20 0 bis 17 Porenbetonmehl 0 bis 60 1 bis 30 Rückschlamm (trocken) 0 bis 25 2 bis 17 Additiv zu den Feststoffen: Aluminiumkomponente (Wirkstoffgehalt) 0 bis 0,8 0,03 bis 0,8 Schaumkomponente, vorzugsweise einer Rohdichte von 40 bis 50 kg/m3 0 bis 45 20 bis 42 Schaumbildner (Wirkstoffgehalt) 0 bis 3 0,2 bis 1,5 Zusatzmittel (jeweils), z.B. Dispergiermittel, Fließmittel 0 bis 3 0 bis 1 Advantageous compositions or formulations of the fresh concrete mass are given in the following table (data in mass%, based on the total dry mass (= sum of the solids) of the fresh concrete mass; additives and the foam component are considered as available or available on the market [ not their active ingredient content] and additively based on the dry matter): Dry matter solids: preferably Portland cement clinker meal 5 to 45 10 to 35 Quicklime 0 to 30 15 to 25 Hydrated lime 0 to 20 0 to 10 Ground quartz, preferably sand 25 to 80 30 to 70 Rock powder, e.g. limestone powder 0 to 20 0 to 17 Aerated concrete powder 0 to 60 1 to 30 Back sludge (dry) 0 to 25 2 to 17 Additive to the solids: Aluminum component (active ingredient content) 0 to 0.8 0.03 to 0.8 Foam component, preferably a bulk density of 40 to 50 kg / m 3 0 to 45 20 to 42 Foaming agent (active ingredient content) 0 to 3 0.2 to 1.5 Additives (in each case), e.g. dispersants, superplasticizers 0 to 3 0 to 1

Die in der obigen Tabelle angegebenen Feststoffanteile müssen sich nicht auf 100 M.-% ergänzen. Es können vielmehr auch noch weitere Komponenten enthalten sein. Infolgedessen gilt jede Komponente und jeder in der Tabelle offenbarte Bereich als für sich genommen vorteilhaft.The solids proportions given in the table above do not have to add up to 100% by mass. Rather, it can also contain other components. As a result, each component and each area disclosed in the table is considered advantageous on its own.

Bei der Aluminiumkomponente kann es sich in an sich bekannter Weise um Aluminiumpulver, -paste oder -suspension handeln. Bei dem in der Tabelle angegebenen Anteil handelt es sich um den Feststoff- bzw. Wirkstoffgehalt der jeweiligen Aluminiumkomponente.In a manner known per se, the aluminum component can be aluminum powder, paste or suspension. The proportion given in the table is the solids or active ingredient content of the respective aluminum component.

Zudem ist immer eine Aluminiumkomponente oder alternativ eine Schaumkomponente oder ein Schaumbildner vorhanden. Aluminiumkomponente, Schaumkomponente bzw. Schaumbildner werden somit alternativ eingesetzt.In addition, there is always an aluminum component or, alternatively, a foam component or a foaming agent. Aluminum components, foam components or foaming agents are therefore used alternatively.

Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Frischbetonmasse Zementklinker und gleichzeitig Branntkalk und/oder Kalkhydrat aufweist.Furthermore, it is preferred if the fresh concrete mass has cement clinker and at the same time quicklime and / or hydrated lime.

Der Rückschlamm ist zudem vorzugsweise sortenrein. Es handelt sich also um Rückschlamm aus erfindungsgemäßem Material.The back sludge is also preferably pure type. It is therefore a matter of back sludge made from material according to the invention.

Wie bereits erläutert, erfolgt die Herstellung der Poren- oder Schaumbetonformkörper erfindungsgemäß auf übliche Art und Weise:

  • Grundsätzlich wird zunächst die Frischbetonmasse hergestellt, die Portlandzementklinkermehl, vorzugsweise zumindest eine weitere, also von dem Portlandzementklinkermehl verschiedene, hydrothermal reagierende CaO-Komponente, mindestens eine weitere, also von dem Portlandzementklinkermehl verschiedene, hydrothermal reagierende SiO2-Komponente, mindestens ein Treibmittel oder Schaumbildner und Wasser enthält. Erfindungsgemäß ist die Frischbetonmasse dabei sulfatträgerfrei. Das heißt, sie weist keinen zugesetzten Sulfatträger auf. Denn erfindungsgemäß wird lediglich gemahlener Portlandzementklinker als Rohstoff verwendet, welcher im Gegensatz zu Portlandzement keinen zugesetzten Sulfatträger aufweist.
As already explained, the production of the molded porous or foam concrete bodies takes place according to the invention in the usual way:
  • Basically, the fresh concrete mass is first produced, the Portland cement clinker powder, preferably at least one additional, i.e. different, hydrothermally reacting CaO component, i.e. different from the Portland cement clinker powder, at least one additional, hydrothermally reacting SiO 2 component that is different from the Portland cement clinker powder, at least one blowing agent or foaming agent and Contains water. According to the invention, the fresh concrete mass is free of sulfate carriers. That is, it has no sulfate carrier added. Because according to the invention, only ground Portland cement clinker is used as raw material, which, in contrast to Portland cement, has no added sulfate carrier.

Die Frischbetonmasse wird in eine Gießform gefüllt.The fresh concrete mass is poured into a casting mold.

Im Fall der Herstellung von Porenbetonformkörpern wird die Gießmasse auftreiben gelassen.In the case of the production of aerated concrete moldings, the casting compound is allowed to expand.

Bei der Herstellung von Schaumbetonformkörpern entfällt das Auftreiben. Für die Herstellung von Schaumbetonformkörpern wird dabei entweder die einen Schaumbildner enthaltende Frischmasse zur Ausbildung des Schaums aufgeschlagen oder der vorgefertigte Schaum wird untergemischt. Dies erfolgt vorzugsweise vor dem Einfüllen der Frischmasse in die Gießform.In the production of foam concrete moldings, there is no need for expansion. For the production of foam concrete moldings, either the fresh compound containing a foaming agent is whipped to form the foam or the prefabricated foam is mixed in. This is preferably done before the fresh mass is poured into the casting mold.

Danach wird die Gießmasse zu einem grünen Poren- oder Schaumbetonkuchen ansteifen gelassen.The casting compound is then allowed to set to a green pore or foam concrete cake.

Nach dem Ansteifen erfolgt in an sich bekannter Weise das Schneiden des Poren- oder Schaumbetonkuchens in einzelne Poren- oder Schaumbetonformkörper.After setting, the porous or foamed concrete cake is cut into individual porous or foamed concrete molded bodies in a manner known per se.

Die geschnittenen Poren- oder Schaumbetonformkörper werden dann im Autoklaven in an sich bekannter Weise unter Sattdampfbedingungen hydrothermal gehärtet.The cut pore or foam concrete moldings are then hydrothermally hardened in an autoclave in a manner known per se under saturated steam conditions.

Beispielsweise wird dabei mit einer Haltephase von 6 bis 12 h bei einer Temperatur von 180 bis 190 °C autoklaviert. Die Anfahr- und die Abfahrphase sind zudem vorzugsweise linear, ohne Zwischenhaltephasen. Zudem dauern die Anfahr- und die Abfahrphase jeweils z.B. 1,5 bis 6 h. In einer sehr bevorzugten Autoklavfahrweise beginnt die Autoklavierung mit einer Vakuumphase. Hierbei wird nach dem Verschließen des Autoklaven die Luft aus demselben abgepumpt, bis ein Unterdruck von z.B. 0,4 bar erreicht ist. Dieser Vorgang dauert z.B. 20 - 30 Minuten. Anschließend wird Dampf in den Autoklaven geleitet und die Hochfahrphase beginnt. In einer anderen bevorzugten Fahrweise wird die im Autoklaven vorhandene Luft durch druckloses Spülen mit Dampf reduziert. Dieser Vorgang dauert z.B. 20 - 30 Minuten.For example, autoclaving is carried out with a holding phase of 6 to 12 hours at a temperature of 180 to 190 ° C. The start-up and shutdown phases are also preferably linear, with no intermediate stop phases. In addition, the start-up and shutdown phases each take 1.5 to 6 hours, for example. In a very preferred autoclave procedure, the autoclaving begins with a vacuum phase. Here, after the autoclave has been closed, the air is pumped out of the same until a negative pressure of e.g. 0.4 bar is reached. This process takes 20-30 minutes, for example. Steam is then fed into the autoclave and the start-up phase begins. In another preferred mode of operation, the air present in the autoclave is reduced by purging with steam without pressure. This process takes 20-30 minutes, for example.

Wie bereits erläutert, wurde im Rahmen der Erfindung herausgefunden, dass der grüne Poren- oder Schaumbetonkuchen auf herkömmliche Art und Weise prozessierbar ist, also mittels der auf dem Fachgebiet bekannten unterschiedlichen Schneidverfahren geschnitten werden kann. Das Schneiden kann z.B. wie folgt erfolgen:

  • Sobald der Poren- oder Schaumbetonkuchen seine Grünfestigkeit erreicht hat, wird die gesamte Gießform auf eine Formlängswand, den so genannten Härteboden gekippt. Anschließend werden die anderen Formwände zusammen mit dem Formboden abgenommen. Der so auf einer seiner Längsseiten stehende Poren- oder Schaumbetonkuchen wird zum Längsschneiden z.B. mit seiner Stirnseite voraus in Längsrichtung, also eine horizontale Richtung, durch einen Schneidrahmen mit sich horizontal und senkrecht zur Längsrichtung erstreckenden Schneiddrähten durchgeführt. Alternativ oder zusätzlich können auch die Schneiddrähte durch den Poren- oder Schaumbetonkuchen durchgeführt werden.
As already explained, it was found within the scope of the invention that the green porous or foam concrete cake can be processed in a conventional manner, that is to say can be cut by means of the different cutting methods known in the art. The cutting can take place as follows, for example:
  • As soon as the porous or foam concrete cake has reached its green strength, the entire casting mold is tilted onto a longitudinal wall of the mold, the so-called hard base. The other mold walls are then removed together with the mold base. The porous or foam concrete cake standing on one of its long sides is passed through a cutting frame with cutting wires extending horizontally and perpendicularly to the longitudinal direction, for example with its end face first in the longitudinal direction, i.e. a horizontal direction. Alternatively or additionally, the cutting wires can also be passed through the porous or foam concrete cake.

Zum Querschneiden wird z.B. der gesamte Poren- oder Schaumbetonkuchen in vertikaler Richtung nach oben durch einen Schneidrahmen mit sich horizontal und ebenfalls senkrecht zur Längsrichtung erstreckenden, ggf. oszillierenden Schneiddrähten durchgedrückt und anschließend wieder abgesenkt. Alternativ dazu wird der Schneidrahmen abgesenkt und wieder nach oben geführt. Zum Schneiden in vertikaler Richtung parallel zu den Querseiten wird der Poren- oder Schaumbetonkuchen z.B. in Längsrichtung durch sich vertikal erstreckende Messerleisten durchgeführt bzw. werden diese durch den Poren- oder Schaumbetonkuchen durchgezogen. Der geschnittene Poren- oder Schaumbetonkuchen wird anschließend auf dem Härteboden stehend dampfgehärtet.For transverse cutting, for example, the entire porous or foam concrete cake is pushed through in the vertical direction upwards through a cutting frame with horizontally and also perpendicular to the longitudinal direction extending, possibly oscillating, cutting wires and then lowered again. Alternatively, the cutting frame is lowered and moved back up. For cutting in the vertical direction parallel to the transverse sides, the porous or foamed concrete cake is passed, for example, in the longitudinal direction through vertically extending knife strips or these are pulled through the porous or foamed concrete cake. The cut porous or foam concrete cake is then steam-hardened standing on the hardened floor.

Das Längs- und Querschneiden kann selbstverständlich auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen.The longitudinal and transverse cutting can of course also be carried out in the reverse order.

Alternativ dazu kann der Poren- oder Schaumbetonkuchen auch nach dem Schneidvorgang auf einen Träger, vorzugsweise einen Härterost, in seine ursprüngliche, liegende Position zurück- oder durchgekippt werden. Der geschnittene Poren- oder Schaumbetonkuchen ruht dann auf dem Träger, vorzugsweise dem Härterost, und wird vorzugsweise auf diesem gehärtet. Vor dem Zurückkippen wird vorzugsweise auch die sogenannte Bodenschicht entfernt, mit der der Poren- oder Schaumbetonkuchen zuvor auf der Seitenwand geruht hat.As an alternative to this, the porous or foam concrete cake can also be tilted back or tipped back into its original, lying position after the cutting process on a carrier, preferably a hardening grid. The cut porous or foam concrete cake then rests on the carrier, preferably the hardening grate, and is preferably hardened on this. Before tilting back, the so-called bottom layer, with which the porous or foam concrete cake previously rested on the side wall, is preferably also removed.

Wird der Poren- oder Schaumbetonkuchen in seiner liegenden Position gehärtet, so bringt das manche Vorteile. Insbesondere kann, wie erläutert, die sogenannte Bodenschicht entfernt werden und es kommt nicht zu vertikalen Verklebungen der Steine. Damit kann der Prozessschritt des Trennens entfallen.If the porous or foam concrete cake is hardened in its lying position, this has some advantages. In particular, as explained, the so-called bottom layer can be removed and there is no vertical sticking of the stones. The process step of separating can thus be omitted.

Der Poren- oder Schaumbetonkuchen kann aber auch nach Entfernen der Bodenschicht aus seiner liegenden Position in seine vertikale, stehende Position zurückgekippt werden. Vorzugsweise wird er auf die Seitenwand zurück gekippt und auf dieser gehärtet.The porous or foam concrete cake can also be tilted back from its lying position into its vertical, standing position after removing the bottom layer. It is preferably tilted back onto the side wall and cured thereon.

Weiterhin kann der Poren- oder Schaumbetonkuchen durch ein anderes bekanntes Schneidverfahren geschnitten werden. In diesem Fall wird der Poren- oder Schaumbetonkuchen zunächst umgesetzt. Dafür werden die Seitenwände der Gießform nach dem Ansteifen des Poren- oder Schaumbetonkuchens weggeklappt, so dass der Poren- oder Schaumbetonkuchen plan auf der Formunterseite der Gießform ruht und seitlich nicht mehr gestützt wird. Anschließend wird der Poren- oder Schaumbetonkuchen über seine Längsseiten mit einem Greifer gefasst, angehoben, versetzt und auf einem Sägetisch oder Härterost oder einer anderen Schneidunterlage abgelegt.Furthermore, the porous or foam concrete cake can be cut by another known cutting method. In this case, the porous or foam concrete cake is converted first. For this purpose, the side walls of the casting mold are folded away after the porous or foam concrete cake has hardened, so that the porous or foam concrete cake rests flat on the underside of the mold and is no longer supported on the side. Then the porous or foam concrete cake is gripped on its long sides with a gripper, lifted, moved and placed on a saw table or hardening grate or other cutting surface.

Der Härterost weist Querträger auf, wobei auf den Querträgern vertikal nach oben abstehende Stifte vorgesehen sind und zwischen den Stiften lose Längsstäbe angeordnet sind, auf denen der Poren- oder Schaumbetonkuchen mit seiner Unterseite aufliegt. Über dem Härterost werden vorher horizontale, sich in eine Querrichtung des Poren- oder Schaumbetonkuchens erstreckende Schneiddrähte gespannt. Die Schneiddrähte werden anschließend von unten nach oben durch den Poren- oder Schaumbetonkuchen durchgezogen. Danach werden die entstandenen Schneidspalte vorzugsweise geschlossen, indem die einzelnen erzeugten Poren- oder Schaumbetonformkörper mittels Stoßen zusammen geschoben werden. Dies ist notwendig, um zu verhindern, dass beim anschließenden Längsschneiden aufgrund der Spalten keine Ecken ausreißen.The hardening grid has cross members, pins projecting vertically upward are provided on the cross members and loose longitudinal bars are arranged between the pins, on which the underside of the porous or foam concrete cake rests. Prior to this, horizontal cutting wires extending in a transverse direction of the porous or foam concrete cake are stretched over the hardening grate. The cutting wires are then pulled through the porous or foam concrete cake from bottom to top. Thereafter, the resulting cutting gaps are preferably closed by pushing the individual pore or foam concrete moldings produced together by pushing them together. This is necessary to prevent corners from tearing out during the subsequent longitudinal cutting due to the gaps.

Anschließend wird der Poren- oder Schaumbetonkuchen längsgeschnitten. Dazu wird er durch eine Schneidvorrichtung durchgefahren, die einen Schneidrahmen mit darin eingespannten, sich vertikal erstreckenden Schneiddrähten aufweist. Die Schneiddrähte sind vorzugsweise zur Erzeugung einer glatten Schnittfläche in ihre Längsrichtung oszillierend antreibbar. Der Poren- oder Schaumbetonkuchen wird der Schneidvorrichtung auf dem Härterost zugeführt. Zum Schneiden wird der Härterost abgesenkt und der Poren- oder Schaumbetonkuchen nur noch auf den Längsstäben aufliegend durch die Schneidvorrichtung durchgefahren, wobei die Schneiddrähte durch die Zwischenräume zwischen den Längsstäben durchgeführt werden. Nach dem Schneiden wird der geschnittene Poren- oder Schaumbetonkuchen mit den Längsstäben wieder auf einem Härterost positioniert und mit diesem und den Längsstäben liegend im Autoklaven dampfgehärtet.The porous or foam concrete cake is then cut lengthways. For this purpose, it is passed through a cutting device which has a cutting frame with vertically extending cutting wires clamped in it. The cutting wires can preferably be driven to oscillate in their longitudinal direction in order to produce a smooth cut surface. The porous or foam concrete cake is fed to the cutting device on the hardening grid. For cutting, the hardening grate is lowered and the porous or foam concrete cake is only passed through the cutting device while resting on the longitudinal bars, the cutting wires being passed through the spaces between the longitudinal bars. After cutting, the cut porous or foam concrete cake with the longitudinal bars is positioned again on a hardening grate and steam-hardened with this and the longitudinal bars lying in the autoclave.

Gemäß einem weiteren Verfahren, bei dem die Längsstäbe verwendet werden, wird der Poren- oder Schaumbetonkuchen mit den Längsstäben auf sich horizontal und quer zu den Längsstäben erstreckende Querleisten aufgelegt. Die Querleisten sind vertikal einzeln auf und ab bewegbar. Zum Schneiden wird ein vertikaler Schneidrahmen mit sich vertikal und/oder horizontal erstreckenden Schneiddrähten in Längsrichtung durch den liegenden Poren- oder Schaumbetonkuchen durchgefahren. Dabei werden die Querleisten nacheinander einzeln abgesenkt, damit der Schneidrahmen zwischen den Stabunterseiten und den Querleisten hindurch geführt werden kann.According to a further method in which the longitudinal bars are used, the porous or foam concrete cake with the longitudinal bars is placed on transverse strips extending horizontally and transversely to the longitudinal bars. The cross bars can be individually moved up and down vertically. For cutting, a vertical cutting frame with vertically and / or horizontally extending cutting wires is passed through the lying porous or foam concrete cake in the longitudinal direction. The transverse strips are lowered one after the other so that the cutting frame can be guided through between the undersides of the rod and the transverse strips.

Selbstverständlich kann das Schneiden auch gemäß der WO 2009/121635 A1 erfolgen. Zudem kann es auch gemäß der EP 2 189 262 A1 erfolgen.Of course, the cutting can also be performed according to FIG WO 2009/121635 A1 respectively. In addition, according to the EP 2 189 262 A1 respectively.

Nach dem Schneiden kann der Poren- oder Schaumbetonkuchen jeweils liegend dampfgehärtet werden. Alternativ ist es möglich, den geschnittenen Poren- oder Schaumbetonkuchen, z.B. unter Verwendung eines Kipptisches, aufzustellen und in stehender Position zu härten.After cutting, the porous or foam concrete cake can be steam-hardened lying down. Alternatively, it is possible to set up the cut porous or foam concrete cake, e.g. using a tilting table, and to cure it in a standing position.

Wie bereits erläutert, wurde erfindungsgemäß nicht nur festgestellt, dass die Frischbetonmasse und der Poren- oder Schaumbetonkuchen ohne weiteres prozessierbar sind, sondern es war auch überraschend, dass die erfindungsgemäß hergestellten Poren- und/oder Schaumbetonformsteine trotz des fehlenden Sulfatträgers dennoch einen ausreichend hohen Tobermoritgehalt und dadurch gute Festigkeitseigenschaften aufweisen. Somit ist die Menge und Ausbildung der CSH-Phasen überraschenderweise auch ohne Sulfatträger steuerbar.As already explained, according to the invention it was not only found that the fresh concrete mass and the porous or foam concrete cake can be processed without further ado, but it was also surprising that the porous and / or foamed concrete blocks produced according to the invention still have a sufficiently high tobermorite content and despite the lack of a sulphate carrier thus have good strength properties. Thus, surprisingly, the amount and formation of the CSH phases can also be controlled without a sulfate carrier.

Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörper dabei einen Gehalt an 11Å Tobermorit, bezogen auf die Trockenmasse des Poren- oder Schaumbetonformkörpers, von 25 bis 60 M.-%, bevorzugt 30 bis 55 M.-%, bestimmt mittels Röntgendiffraktometrie, auf. Die Bestimmung des Gehalts an 11A Tobermorit erfolgt wie im Rahmen der Ausführungsbeispiele detailliert dargelegt.The porous or foamed concrete molded bodies according to the invention preferably have a content of 11 Å tobermorite, based on the dry mass of the porous or foamed concrete molded body, of 25 to 60% by mass, preferably 30 to 55% by mass, determined by means of X-ray diffraction. The 11A tobermorite content is determined as detailed in the exemplary embodiments.

Der Ersatz des in der Porenbetonherstellung üblicherweise verwendeten Portlandzementes durch reines Portlandzementklinkermehl hat vor allem den Vorteil, dass - im Gegensatz zur Herstellung mit einer reinen Kalkrezeptur - die Grünstandsfestigkeit des Poren- oder Schaumbetonkuchens gleich bleibt und der Poren- oder Schaumbetonkuchen auf den vorhandenen Anlagen prozessiert werden kann. Auch die Härtung im Autoklaven bereitet keine Probleme.The main advantage of replacing the Portland cement commonly used in aerated concrete production with pure Portland cement clinker powder is that - in contrast to production with a pure lime recipe - the green stability of the aerated or foam concrete cake remains the same and the aerated or foam concrete cake is processed on the existing systems can. Hardening in the autoclave is also not a problem.

Die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere Poren- oder Schaumbetondämmplatten, weisen vorzugsweise eine Druckfestigkeit von 0,1 bis 0,6 N/mm2, bevorzugt von 0,15 bis 0,4 N/mm2, gemäß DIN EN 826:2013 nach Trocknung bei 40°C auf Massekonstanz auf.The porous or foam concrete insulating bodies according to the invention, in particular porous or foam concrete insulating boards, preferably have a compressive strength of 0.1 to 0.6 N / mm 2 , preferably 0.15 to 0.4 N / mm 2 , in accordance with DIN EN 826: 2013 after drying at 40 ° C to constant mass.

Die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere Poren- oder Schaumbetondämmplatten, weisen eine Trockenrohdichte ρ0 von 70 bis 150 kg/m3, bevorzugt von 85 bis 115 kg/m3, gemäß DIN EN 1602: 2013-05 auf.The porous or foam concrete insulation bodies according to the invention, in particular porous or foam concrete insulation boards, have a dry bulk density ρ 0 of 70 to 150 kg / m 3 , preferably 85 to 115 kg / m 3, according to DIN EN 1602: 2013-05 on.

Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetonformkörper zudem eine A-Zahl zwischen 300 und 2600 [], bevorzugt zwischen 600 und 2000 [] und besonders bevorzugt zwischen 1000 und 1800 [], auf. Die A-Zahl ergibt sich aus einem rechnerischen Bezug der Druckfestigkeit zur Trockenrohdichte. Sie repräsentiert die relative Druckfestigkeit des Poren- oder Schaumbetonformkörpers. Je größer die A-Zahl ist, desto besser ist das Druckfestigkeitsniveau. Die A-Zahl wird wie folgt berechnet:

  • A-Zahl [-] = Druckfestigkeit [N/mm2] / ((Trockenrohdichte [kg/dm3])2 · 0,016 [Ndm6/mm2kg2])
The molded porous or foam concrete bodies according to the invention preferably also have an A number between 300 and 2600 [], preferably between 600 and 2000 [] and particularly preferably between 1000 and 1800 []. The A number results from a mathematical relationship between the compressive strength and the dry bulk density. It represents the relative compressive strength of the molded porous or foam concrete body. The larger the A number, the better the compressive strength level. The A-number is calculated as follows:
  • A number [-] = compressive strength [N / mm 2 ] / ((dry bulk density [kg / dm 3 ]) 2 · 0.016 [Ndm 6 / mm 2 kg 2 ])

Zudem wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, dass insbesondere auch die hygrischen Eigenschaften und der Sorptionsfeuchtegehalt im Vergleich zu einer reinen Kalkrezeptur verbessert sind. Dies kann unter anderem zu einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit (Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit bzw. λDesign,unit) führen. Die Wärmeleitfähigkeit λDesign,unit ergibt sich aus dem Trockenwert der Wärmeleitfähigkeit λ10,dry,unit multipliziert mit dem Umrechnungsfaktor für den Feuchtegehalt Fm. Die Wärmeleitfähigkeit λDesign,unit berücksichtigt somit, dass die Wärmeleitfähigkeit des Materials während der Anwendung maßgeblich durch seinen Adsorptionsfeuchtegehalt beeinflusst wird.In addition, it was found within the scope of the invention that, in particular, the hygric properties and the sorption moisture content are also improved compared to a pure lime formulation. Among other things, this can lead to a reduction in thermal conductivity (rated value of thermal conductivity or λ design, unit ). The thermal conductivity λ Design, unit results from the dry value of the thermal conductivity λ 10, dry, unit multiplied by the conversion factor for the moisture content F m . The thermal conductivity λ Design, unit thus takes into account that the thermal conductivity of the material during use is significantly influenced by its adsorption moisture content.

Insbesondere weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetondämmkörper vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit λ10,dry,unit von 0,039 bis 0,050 W/(m·K), bevorzugt von 0,039 bis 0,045 W/(m·K), insbesondere von 0,039 bis 0,042 W/(m·K), gemäß DIN EN 12667:2001-05 auf.In particular, the porous or foam concrete insulating bodies according to the invention preferably have a thermal conductivity λ 10, dry, unit of 0.039 to 0.050 W / (mK), preferably from 0.039 to 0.045 W / (mK), in particular from 0.039 to 0.042 W / ( m · K), according to DIN EN 12667: 2001-05 on.

Des Weiteren weisen die erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetondämmkörper vorzugsweise ein Gesamtschwindmaß εcs,tot gemäß DIN EN 680:2006-03 von 0,2 bis 0,8 mm/m, bevorzugt von 0,2 bis 0,4 mm/m, auf.Furthermore, the porous or foam concrete insulating bodies according to the invention preferably have a total shrinkage ε cs, tot according to DIN EN 680: 2006-03 from 0.2 to 0.8 mm / m, preferably from 0.2 to 0.4 mm / m.

Und der Adsorptionsfeuchtegehalt um,80 der erfindungsgemäßen Poren- oder Schaumbetondämmkörper beträgt vorzugsweise 2 bis 8 M.-%, bevorzugt 2,5 bis 5 M.-%, besonders bevorzugt 2,5 bis 4,5 M.-%, gemäß DIN EN ISO 12571: 2013-12 .And the adsorption moisture content um 80 of the porous or foam concrete insulating bodies according to the invention is preferably 2 to 8% by mass, preferably 2.5 to 5% by mass, particularly preferably 2.5 to 4.5% by mass, according to DIN EN ISO 12571: 2013-12 .

Zusammenfassend sind aus Frischbetonmassen, welche zwar Portlandzementklinkermehl, aber keinen zugesetzten Sulfatträger enthalten, überraschenderweise auf einfache Art und Weise Poren- oder Schaumbetonformkörper herstellbar mit guten mechanischen und hygrischen Eigenschaften.In summary, pore or foam concrete molded bodies with good mechanical and hygric properties can surprisingly be produced in a simple manner from fresh concrete masses which contain Portland cement clinker powder but no added sulfate carrier.

Im Folgenden wird nun die Erfindung anhand von einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht, auch wenn diese Porenbetone mit höheren Rohdichten betreffen.The invention will now be illustrated below with the aid of some exemplary embodiments, even if these relate to aerated concretes with higher bulk densities.

Ausführungsbeispiele:

  • Im Rahmen der Ausführungsbeispiele wurden Porenbetonformkörper mit unterschiedlichen Rezepturen hergestellt. Die Herstellung der Porenbetonformkörper erfolgte dabei immer wie folgt:
    • Die Versuchsproben wurden mit einem Dissolvermischer bei 550 U/min (Scheibendurchmesser 12 cm) in einem 20 I Rührgefäß wie folgt gemischt:
      1. 1. Vorlage von Wasser und ggf. Rückschlamm und ggf. Additive im Mischgefäß
      2. 2. Zugabe von Quarzmehl, ggf. Kalksteinmehl, ggf. Porenbetonmehl Mischzeit 30 Sekunden
      3. 3. Zugabe der Bindemittel, Mischzeit 30 Sekunden
      4. 4. Aluminiumzugabe in Suspension (100 ml), Mischzeit 20 Sekunden
      5. 5. Abguss
Embodiments:
  • In the context of the exemplary embodiments, aerated concrete moldings were produced with different recipes. The aerated concrete moldings were always produced as follows:
    • The test samples were mixed with a dissolver mixer at 550 rpm (disk diameter 12 cm) in a 20 l stirred vessel as follows:
      1. 1. Submission of water and possibly back sludge and possibly additives in the mixing vessel
      2. 2. Addition of quartz powder, if necessary limestone powder, if necessary aerated concrete powder Mixing time 30th Seconds
      3. 3. Adding the binder, mixing time 30 seconds
      4. 4. Addition of aluminum in suspension (100 ml), mixing time 20 seconds
      5. 5. Cast

Die Versuchsproben wurden nach 3 - 5 Stunden entschalt, auf den Härteboden umgesetzt und anschließend autoklaviert.The test samples were demolded after 3 - 5 hours, transferred to the hardness floor and then autoclaved.

Die Autoklavierung begann mit einer Vakuumphase über 30 Minuten, dabei wurde ein Druck von 0,4 barabs erreicht. Danach wurde der Druck über 1,5 Stunden linear auf 12 barabs erhöht, 7 Stunden gehalten und danach, ebenfalls linear, über 1,5 Stunden auf Umgebungsdruck abgesenkt.The autoclaving began with a vacuum phase over 30 minutes, during which a pressure of 0.4 bar abs was reached. The pressure was then increased linearly to 12 barabs over 1.5 hours, held for 7 hours and then, likewise linearly, reduced to ambient pressure over 1.5 hours.

Für die Durchführung der Versuche wurden folgende Rohstoffe verwendet: Tabelle 1: Verwendete Rohstoffe Material/Bezeichnung Anmerkung Hersteller Kristallquarzmehl Dorsilit 16900 Spezifische Oberfläche nach Blaine 6.000 cm2/g Blaine Gebrüder Dorfner GmbH Weißfeinkalk WFK 11/6 Kalklöschprüfung t60 = 11 min Fels Werke GmbH Portlandzement CEM I 42,5 R (ft) Spezifische Oberfläche nach Blaine 5000 cm2/g Blaine Dornburger Zement Anhydrit Microanhydrit B Technischer Anhydrit Casea GmbH Portlandzementklinkermehl Spezifische Oberfläche nach Blaine 5210 cm2/g Blaine Buzzi Dyckerhoff Kalksteinmehl Spezifische Oberfläche nach Blaine 3.500 cm2/g Lafarge Aluminiumpulver QT9/10 100 % Aluminium-Wirkstoffqehalt Lerberghe, AVL Aluminiumpaste N905/75 75 % Aluminium-Wirkstoffgehalt Eckart GmbH Tabelle 2: Eigenschaften Klinkermehl SiO2 [1] M.-% 20,24 TiO2 [1] M.-% 0,26 Al2O3 [1] M.-% 5,29 Fe2O3 [1] M.-% 1,94 Mn3O4 [1] M.-% 0,11 MgO [1] M.-% 0,91 CaO l1l M.-% 64,57 Na2O [1] M.-% < 0,05 K2O [1] M.-% 0,90 P2O5 [1] M.-% 0,14 Glühverlust M.-% 3,08 H2O (berechnet.) M.-% 0,71 CO2 [2] M.-% 2,38 SO3 [2] M.-% 1,38 Spezifische Oberfläche nach BLAINE [3] cm2/g 5210 [1] Bestimmt mittels Röntgenfluoreszenzanalyse unter Nutzung eines AXIOS PW 4400 der Firma PANalytical B.V. [2] Bestimmt mittels Infrarotspektrometrie unter Nutzung eines Eitra CS-2000 von der Eltra GmbH [3] Bestimmt nach der DIN EN 196-6:2017-05 unter Nutzung eines ToniPERM 6565 der Firma Toni Technik Baustoffprüfsysteme GmbH Tabelle 3: Verwendete Zusatzmittel Hersteller Vertrieb Produktbezeichnung Beschreibung Anwendungsgebiet BK Giulini Calgon N Natriumpolyphosphat Netz- und Dispergieradditiv BASF Dispex AA 4140 Natriumacrylatpolymer Netz- und Dispergieradditiv CIMACHEM PBTC 2-Phosphono-1,2,4-butantricarbonsäure Chelatbildner BASF SKY 519 Polycarboxylatether Betonzusatzm ittel BASF Master X-Seed 120 Kristall isationskeime (Seeding-Stoff) mit Polycarboxylatether Betonzusatzmittel Nabaltec AG Apyral Aluminiumhydroxid Funktionales Additiv The following raw materials were used to carry out the tests: Table 1: Raw materials used Material / designation annotation Manufacturer Crystal quartz powder Dorsilit 16900 Blaine specific surface area 6,000 cm 2 / g Blaine Gebrüder Dorfner GmbH White fine lime WFK 11/6 Lime slaking test t 60 = 11 min Fels Werke GmbH Portland cement CEM I 42.5 R (ft) Blaine specific surface area 5000 cm 2 / g Blaine Dornburger cement Anhydrite microanhydrite B Technical anhydrite Casea GmbH Portland cement clinker meal Blaine specific surface area 5210 cm 2 / g Blaine Buzzi Dyckerhoff Limestone powder Blaine specific surface area 3,500 cm 2 / g Lafarge Aluminum powder QT9 / 10 100% aluminum active ingredient content Lerberghe, AVL Aluminum paste N905 / 75 75% aluminum active ingredient content Eckart GmbH Table 2: Properties of clinker flour SiO 2 [1] Mass% 20.24 TiO 2 [1] Mass% 0.26 Al 2 O 3 [1] Mass% 5.29 Fe 2 O 3 [1] Mass% 1.94 Mn 3 O 4 [1] Mass% 0.11 MgO [1] Mass% 0.91 CaO l1l Mass% 64.57 Na 2 O [1] Mass% <0.05 K 2 O [1] Mass% 0.90 P 2 O 5 [1] Mass% 0.14 Loss on ignition Mass% 3.08 H 2 O (calculated.) Mass% 0.71 CO 2 [2] Mass% 2.38 SO 3 [2] Mass% 1.38 Specific surface according to BLAINE [3] cm 2 / g 5210 [1] Determined by means of X-ray fluorescence analysis using an AXIOS PW 4400 from PANalytical BV [2] Determined by means of infrared spectrometry using an Eitra CS-2000 from Eltra GmbH [3] Determined after the DIN EN 196-6: 2017-05 using a ToniPERM 6565 from Toni Technik Baustoffprüfsysteme GmbH Table 3: Additives used Manufacturer sales Product name description field of use BK Giulini Calgon N Sodium polyphosphate Wetting and dispersing additive BASF Dispex AA 4140 Sodium acrylate polymer Wetting and dispersing additive CIMACHEM PBTC 2-phosphono-1,2,4-butane tricarboxylic acid Chelating agents BASF SKY 519 Polycarboxylate ethers Concrete additives BASF Master X-Seed 120 Crystallization nuclei (seeding substance) with polycarboxylate ether Concrete admixtures Nabaltec AG Apyral Aluminum hydroxide Functional additive

Versuchsreihe 1:

  • Im Rahmen der ersten Versuchsreihe wurde das C/S-Verhältnis von erfindungsgemäßen zementklinkerhaltigen Rezepturen variiert. Hierzu wurden die Anteile an Quarzmehl, Weißfeinkalk und Portlandzementklinkermehl variiert:
Tabelle 4: Zusammensetzungen der Rezepturen der 1. Versuchsreihe Versuch 1A 1B 1C 1D 1E Rückschlamm Gesamteinwaage Feststoffe [g] 5000 5000 5000 5000 5000 7000 [M.-%] [M.-%] [M.-%] [M.-%] [M.-%] [M.-%] Quarzmehl 48,0 46,0 41,0 38,0 34,0 46,0 Klinkermehl 16,0 17,0 19,5 21,0 23,0 22,0 Weißfeinkalk 16,0 17,0 19,5 21,0 23,0 22,0 Kalksteinmehl 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 Rückschlamm 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 0,0 Summe Feststoffe 100 100 100 100 100 100 Aluminiumpulver 1) 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,20 W/F [-] 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 Abgusstemperatur [°C] 40+/-1 40+/-1 40+/-1 40+/-1 40+/-1 40+/-1 C/S- Verhältnis 0,46 0,51 0,66 0,78 0,95 0,67 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe Test series 1:
  • In the first series of tests, the C / S ratio of cement clinker-containing formulations according to the invention was varied. For this purpose, the proportions of quartz powder, white fine lime and Portland cement clinker powder were varied:
Table 4: Compositions of the formulations of the 1st test series attempt 1A 1B 1C 1D 1E Back sludge Total weight of solids [g] 5000 5000 5000 5000 5000 7000 [M .-%] [M .-%] [M .-%] [M .-%] [M .-%] [M .-%] Quartz flour 48.0 46.0 41.0 38.0 34.0 46.0 Clinker flour 16.0 17.0 19.5 21.0 23.0 22.0 Fine white lime 16.0 17.0 19.5 21.0 23.0 22.0 Limestone powder 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 Back sludge 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 0.0 Total solids 100 100 100 100 100 100 Aluminum powder 1) 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.20 W / F [-] 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 Pouring temperature [° C] 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 C / S ratio 0.46 0.51 0.66 0.78 0.95 0.67 1) Quantity based on total solids

Der Rückschlamm wurde am Vortag angesetzt und ständig gerührt. Vor dem Einsatz in der Gießung wurde durch Zugabe von Wasser eine Rückschlammdichte von 1,35 kg/dm3 eingestellt. Die Rückschlammtemperatur betrug zum Zeitpunkt der Verarbeitung 25 +/- 1 °C.The back sludge was prepared the day before and stirred continuously. Before use in casting, a back sludge density of 1.35 kg / dm 3 was set by adding water. The sludge temperature was at the time of processing 25th +/- 1 ° C.

An den hergestellten Porenbetonformkörpern wurde jeweils die Trockenrohdichte gemäß DIN EN 772-13: 2000-09 , die Druckfestigkeit gemäß DIN EN 772-1: 2011-07 , die A-Zahl, die Adsorptionsfeuchte um,80 gemäß DIN EN ISO 12571: 2013-12 sowie das Schwindmaß εcs,tot gemäß DIN EN 680:2006-03 ermittelt. Zudem wurde mittels Röntgendiffraktometrie die mineralogische Phasenzusammensetzung ermittelt. Dies erfolgte wie folgt:

  • Den Porenbetonformkörpern wurde mittels handelsüblicher Ständerbohrmaschine (HSS-Bohrer, Durchmesser 24 mm) Bohrmehl entnommen. Diese Pulverproben wurden zunächst für 24 h bei 40°C im Trockenschrank getrocknet. Für die nachfolgende Nassmahlung wurden jeder Probe 10 M.-% innerer Standard Zinkit (ZnO der Firma J. T. Baker Avantor Performance Materials, Inc.) zugesetzt, das entspricht jeweils 1,8 g Substanz und 0,2 g ZnO. Die Nassmahlung in der Mikronenmühle (McCrone micronising mill) erfolgte in 10 ml 2-Propanol über 4 ½ min in PVC Mahlbechern mit ZrO2 Mahlzylindern. Das Mahlgut wurde ausgespült, viermal mit je 5 ml 2-Propanol (AnalaR NORMA-PUR, VWR) nachgespült und 24 h über hartes Filterpapier (84 g/m2, Nr. 1291; Fa. Sartorius) unter dem Abzug abfiltriert und bei Raumtemperatur (20°C) getrocknet. Das vom Filterpapier abgepinselte und 2 min im Achatmörser homogenisierte Pulver wurde zu einer Diffraktometer-Pulvertablette verpresst (Backloading Verfahren). Von jeder entnommenen Materialprobe wurde eine Pulvertablette präpariert und gemessen.
The dry bulk density of each of the aerated concrete moldings produced was determined in accordance with DIN EN 772-13: 2000-09 , the compressive strength according to DIN EN 772-1: 2011-07 , the A number, the adsorption moisture u m, 80 according to DIN EN ISO 12571: 2013-12 as well as the shrinkage ε cs, dead according to DIN EN 680: 2006-03 determined. In addition, the mineralogical phase composition was determined by means of X-ray diffractometry. This was done as follows:
  • Drilling dust was removed from the aerated concrete moldings using a commercial upright drill (HSS drill, diameter 24 mm). These powder samples were first dried in a drying cabinet at 40 ° C. for 24 hours. For the subsequent wet grinding, 10% by mass of internal standard zincite (ZnO from JT Baker Avantor Performance Materials, Inc.) was added to each sample, which corresponds to 1.8 g of substance and 0.2 g of ZnO in each case. Wet grinding in the McCrone micronising mill was carried out in 10 ml of 2-propanol for 4½ minutes in PVC grinding jars with ZrO 2 grinding cylinders. The millbase was rinsed out, rinsed four times with 5 ml of 2-propanol (AnalaR NORMA-PUR, VWR) and filtered for 24 h over hard filter paper (84 g / m 2 , No. 1291; Sartorius) under the hood and at room temperature (20 ° C) dried. The powder, brushed off the filter paper and homogenized for 2 minutes in an agate mortar, was pressed into a diffractometer powder tablet (backloading process). A powder tablet was prepared from each material sample removed and measured.

Die Messung der Proben erfolgte auf einem Panalytical MPD Pro Diffraktometer. Die qualitative Phasenbestimmung erfolgte mit der Software Panalytical HighScorePlus. Die Messbedingungen und weitere Angabe sind in Tabelle 5 genannt. Tabelle 5: Messbedingungen und weitere Angaben Goniometer Einheit Panalytical MPD Pro Winkel bereich °2 Theta 5-80 Schrittweite °2 Theta 0,017 Messzeit pro Schritt s 45 Anodenmaterial Kupfer Stromstärke I mA 40 Spannung U kV 45 Automatikblende bestrahlte Probenlänge mm 10 Detektor (Halbleitertechnik) X'Celerator (128 Kanäle) qualitative Auswertung: HiqhScore Plus 3.0e vom 30.01.2012 Datenbankqrundlaqe PDF2 von 2004 HiqhScore Plus ICSD The samples were measured on a Panalytical MPD Pro diffractometer. The qualitative phase determination was carried out with the Panalytical HighScorePlus software. The measurement conditions and further information are given in Table 5. Table 5: Measurement conditions and further information Goniometer unit Panalytical MPD Pro Angle range ° 2 theta 5-80 Increment ° 2 theta 0.017 Measuring time per step s 45 Anode material copper Current I mA 40 Voltage U kV 45 Automatic shutter irradiated sample length mm 10 Detector (semiconductor technology) X'Celerator (128 channels) qualitative evaluation: HiqhScore Plus 3.0e from 01/30/2012 Database base PDF2 from 2004 HiqhScore Plus ICSD

Die quantitative Bestimmung erfolgte mit der Rietveld-Methode. Als Auswertesoftware diente Bruker AXS Topas (Version 5). Zur Bestimmung des amorphen Phasenanteils wurde dem Messpräparat 10 M.-% Zinkoxid (s.o.) als innerer Standard hinzugefügt und bei der Auswertung entsprechend abgezogen. Die restlichen Phasen einschließlich röntgenamorpher Phasen werden auf 100 % normiert.The quantitative determination was carried out using the Rietveld method. Bruker AXS Topas (version 5 ). To determine the amorphous phase proportion, the measurement preparation 10 M .-% zinc oxide (see above) added as an internal standard and deducted accordingly during the evaluation. The remaining phases including X-ray amorphous phases are normalized to 100%.

Zur Auswertung des quantitativen Phasenbestandes wurden folgende Strukturen aus der ICSD-Datenbank (Inorganic Crystal Structure Database, Stand 2016) verwendet:

  • • 11Å-Tobermorit (# 92943)
  • • Quarz (# 34636)
  • • Anhydrit (# 15876)
  • • Katoit (# 49772)
  • • Calcit (# 18165)
  • • Zinkit (# 65120)
To evaluate the quantitative phase inventory, the following structures from the ICSD database (Inorganic Crystal Structure Database, status no 2016 ) used:
  • • 11Å tobermorite (# 92943)
  • • Quartz (# 34636)
  • • anhydrite (# 15876)
  • • Katoite (# 49772)
  • • Calcite (# 18165)
  • • zincite (# 65120)

Die Ergebnisse der Messungen der mechanischen und hygrischen Eigenschaften der ersten Versuchsreihe sind in Tabelle 6 aufgeführt. Tabelle 7 zeigt die mineralogischen Phasenzusammensetzungen der Versuche der ersten Versuchsreihe. Tabelle 6: Ergebnisse der Messungen der mechanischen und hygrischen Eigenschaften der 1. Versuchsreihe Versuch C/S Trockenrohdichte Würfeldruckfestigkeit (Massekonstanz 50°C) A-Zahl (Massekonstanz 50°C) Adsorptionsfeuchte um,80 Schwindmaß εcs,tot [-] [kg/dm3] [N/mm2] [-] [M.-%] [mm/m] 1A 0,46 0,418 2,75 984 3,0 0,66 1B 0,51 0,425 3,91 1353 2,4 0,46 1C 0,66 0,443 5,27 1678 2,2 0,33 1D 0,78 0,442 5,15 1648 2,2 0,36 1E 0,95 0,461 4,38 1288 3,5 0,48 Tabelle 7: Ergebnisse der Messungen der mineralogischen Phasenzusammensetzungen der 1. Versuchsreihe Proben nummer Amorph 11 Å-Tobermorit Quarz Anhydrit Katoit Calcit 1A 36 29 23 0 2 10 1B 30 39 19 0 2 10 1C 27 51 11 0 2 9 1D 28 53 8 0 2 9 1E 40 37 7 0 4 12 The results of the measurements of the mechanical and hygric properties of the first series of tests are shown in Table 6. Table 7 shows the mineralogical phase compositions of the tests of the first test series. Table 6: Results of the measurements of the mechanical and hygric properties of the 1st test series attempt C / S Dry bulk density Cube compressive strength (constancy of mass 50 ° C) A number (constancy of mass 50 ° C) Adsorption humidity um , 80 Shrinkage ε cs, dead [-] [kg / dm 3 ] [N / mm 2 ] [-] [M .-%] [mm / m] 1A 0.46 0.418 2.75 984 3.0 0.66 1B 0.51 0.425 3.91 1353 2.4 0.46 1C 0.66 0.443 5.27 1678 2.2 0.33 1D 0.78 0.442 5.15 1648 2.2 0.36 1E 0.95 0.461 4.38 1288 3.5 0.48 Table 7: Results of the measurements of the mineralogical phase compositions of the 1st test series Sample number Amorphous 11 Å tobermorite quartz Anhydrite Katoite Calcite 1A 36 29 23 0 2 10 1B 30th 39 19th 0 2 10 1C 27 51 11 0 2 9 1D 28 53 8th 0 2 9 1E 40 37 7th 0 4th 12th

In 1 sind zudem die ermittelten A-Zahlen und der amorphe Phasengehalt über dem C/S-Verhältnis aufgetragen.In 1 In addition, the determined A-numbers and the amorphous phase content are plotted against the C / S ratio.

Bereits die erste Versuchsreihe belegt, dass alle Rezepturen gut prozessierbar sind und die hergestellten Porenbetonformkörper gute mechanische Festigkeitseigenschaften aufweisen. Das Bindemitteloptimum für die verwendete Quarzmehlfeinheit liegt dabei bei einem C/S-Verhältnis von ca. 0,66, was auch für herkömmliche Zementrezepturen mit Sulfatträger üblich ist.The first series of tests already shows that all recipes are easy to process and that the aerated concrete moldings produced have good mechanical strength properties. The binder optimum for the fineness of quartz flour used is a C / S ratio of approx. 0.66, which is also common for conventional cement formulations with a sulphate carrier.

Für höhere Quarzmehlfeinheiten liegt das Festigkeitsoptimum bei höheren C/S-Verhältnissen, bei niedrigen Feinheiten auch unter 0,46. Die Erfindung funktioniert bei jeglichen üblichen C/S-Verhältnissen, z.B. auch bei 0,38 oder 1,0.For higher fineness of quartz flour, the optimum strength is at higher C / S ratios, and below 0.46 for lower fineness. The invention works at any common C / S ratio, for example 0.38 or 1.0.

Versuchsreihe:Test series:

In einer zweiten Versuchsreihe wurde das Quarzmehl teilweise durch Aluminiumhydroxid (Produktbezeichnung Apyral der Firma Nabaltec) ersetzt: Tabelle 8: Zusammensetzungen der Rezepturen der 2. Versuchsreihe Versuch 2A 2B 2C 2D 2E Gesamteinwaage Feststoffe [g] 5000 5000 5000 5000 5000 [%] [%] [%] [%] [%] Quarzmehl 45,6 45,3 44,9 43,3 42,3 Klinkermehl 21,7 21,8 21,9 22,2 23,0 Weißfeinkalk 21,7 21,8 21,9 22,2 23,0 Kalksteinmehl 11,0 11,1 11,3 11,3 11,7 Summe Feststoffe 100 100 100 100 100 Aluminiumhydroxid 1) 0,0 0,5 1,1 2,4 6.0 Alupaste 1) 0,16 0,16 0,16 0,16 0,17 W/F [-] 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Abgusstemperatur [°C] 35+/-1 35+/-1 35+/-1 35+/-1 35+/-1 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe Tabelle 9: Ergebnisse der Messungen der mechanischen und hygrischen Eigenschaften der 2. Versuchsreihe Versuch Aluminiumhydroxid Trockenrohdichte Würfeldruckfestigkeit (Massekonstanz 50°C) A-Zahl (Massekonstanz 50°C) Adsorptionsfeuchtegehalt um,80 Gesamtschwindmaß εcs,tot [M.-%] bezogen auf Feststoffe [kg/dm3] [N/mm2] [-] [M.-%] [mm/m] 2A 0,0 0,402 4,14 1601 2,7 0,39 2B 0,5 0,392 4,21 1712 2,6 0,38 2C 1,1 0,386 3,64 1527 2,6 0,34 2D 2,4 0,399 4,13 1621 2,6 0,36 2E 6,0 : 0,403 3,92 1509 2,4 0,34 Tabelle 10: Ergebnisse der Messungen der mineralogischen Phasenzusammensetzungen der 2. Versuchsreihe Probennummer Amorph 11A-Tobermorit Quarz Anhydrit Katoit Calcit 2A 27 53 9 0 0 11 28 28 52 9 0 0 11 2C 29 51 9 0 0 11 2D 25 49 10 0 4 12 2E 23 44 12 0 9 12 In a second series of experiments, the quartz flour was partially replaced by aluminum hydroxide (product name Apyral from Nabaltec): Table 8: Compositions of the formulations of the 2nd series of experiments attempt 2A 2 B 2C 2D 2E Total weight of solids [g] 5000 5000 5000 5000 5000 [%] [%] [%] [%] [%] Quartz flour 45.6 45.3 44.9 43.3 42.3 Clinker flour 21.7 21.8 21.9 22.2 23.0 Fine white lime 21.7 21.8 21.9 22.2 23.0 Limestone powder 11.0 11.1 11.3 11.3 11.7 Total solids 100 100 100 100 100 Aluminum hydroxide 1) 0.0 0.5 1.1 2.4 6.0 Aluminum paste 1) 0.16 0.16 0.16 0.16 0.17 W / F [-] 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 Pouring temperature [° C] 35 +/- 1 35 +/- 1 35 +/- 1 35 +/- 1 35 +/- 1 1) Quantity based on total solids Table 9: Results of the measurements of the mechanical and hygric properties of the 2nd test series attempt Aluminum hydroxide Dry bulk density Cube compressive strength (constancy of mass 50 ° C) A number (constancy of mass 50 ° C) Adsorption moisture content um , 80 Total shrinkage ε cs, tot [M .-%] based on solids [kg / dm 3 ] [N / mm 2 ] [-] [M .-%] [mm / m] 2A 0.0 0.402 4.14 1601 2.7 0.39 2 B 0.5 0.392 4.21 1712 2.6 0.38 2C 1.1 0.386 3.64 1527 2.6 0.34 2D 2.4 0.399 4.13 1621 2.6 0.36 2E 6.0 : 0.403 3.92 1509 2.4 0.34 Table 10: Results of the measurements of the mineralogical phase compositions of the 2nd test series Sample number Amorphous 11A tobermorite quartz Anhydrite Katoite Calcite 2A 27 53 9 0 0 11 28 28 52 9 0 0 11 2C 29 51 9 0 0 11 2D 25th 49 10 0 4th 12th 2E 23 44 12th 0 9 12th

Es wurde festgestellt, dass sich ein geringer Zusatz von Aluminiumhydroxid positiv auf das Festigkeitsniveau der Porenbetonformkörper auswirkt. Der Tobermoritgehalt nimmt allerdings mit steigendem Gehalt von Aluminiumhydroxid ab.It was found that a small amount of aluminum hydroxide added has a positive effect on the strength level of the aerated concrete moldings. However, the tobermorite content decreases as the aluminum hydroxide content increases.

Versuchsreihe:Test series:

Im Rahmen der dritten Versuchsreihe wurden drei unterschiedliche bauchemische Additive eingesetzt, nämlich der Kristallisationsbeschleuniger X-Seed 120, das Dispergieradditiv PBTC sowie das Fließmittel Sky 519. Die Konzentrationen der bauchemischen Additive entsprechen dabei den üblicherweise bei herkömmlichen Kalk-Zementrezepturen verwendeten Konzentrationen: Tabelle 11: Zusammensetzungen der Rezepturen der 3. Versuchsreihe 3A 3B 3C 3D Gesamteinwaage Feststoffe [g] 5000 5000 5000 5000 [%] [%] [%] [%] Quarzmehl 45,6 45,6 45,6 45,6 Klinkermehl 21,7 21,7 21,7 21,7 Weissfeinkalk 21,7 21,7 21,7 21,7 Kalksteinmehl 11,0 11,0 11,0 11,0 Summe Feststoffe 100,0 100,0 100,0 100,0 X-seed 120 (sus.)1) 0,00 2,00 0,00 0,00 SKY 519 (sus.)1) 0,00 0,00 0,10 0,00 PBTC (fl.)1) 0,00 0,00 0,00 0,14 Alupaste1) 0,22 0,22 0,22 0,22 W/F [-] 0,70 0,70 0,70 0,70 Abgusstemperatur [°C] 35+/-1 35+/-1 35+/-1 35+/-1 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe Tabelle 12: Ergebnisse der Messungen der mechanischen und hygrischen Eigenschaften der 3. Versuchsreihe Versuch Additivanteil Trockenrohdichte Würfeldruckfestigkeit (Massekonstanz 50°C) A-Zahl (Massekonstanz 50°C) Adsorptionsfeuchtegehalt um,80 Gesamtschwindmaß εcs,tot [%/FS] [kg/dm3] [N/mm2] [-] [M.-%] [mm/m] 3A 0,00 0,359 3,44 1668 2,3 0,38 3B 2,00 (X-SEED) 0,369 3,80 1744 2,4 0,38 3C 0,10 (SKY519) 0,360 3,63 1751 2,3 0,36 3D 0,14 (PBTC) 0,335 2,92 1626 2,5 0,41 Tabelle 13: Ergebnisse der Messungen der mineralogischen Phasenzusammensetzungen der 3. Versuchsreihe Probennummer Amorph 11Å-Tobermorit Quarz Anhydrit Katoit Calcit 3A 28 52 10 0 0 10 3B 26 55 10 0 0 10 3C 28 53 10 0 0 10 3D 29 52 10 0 0 10 As part of the third series of tests, three different construction chemical additives were used, namely the crystallization accelerator X-Seed 120, the dispersing additive PBTC and the superplasticizer Sky 519. The concentrations of the construction chemical additives correspond to the concentrations usually used in conventional lime-cement formulations: Table 11: Compositions the recipes of the 3rd test series 3A 3B 3C 3D Total weight of solids [g] 5000 5000 5000 5000 [%] [%] [%] [%] Quartz flour 45.6 45.6 45.6 45.6 Clinker flour 21.7 21.7 21.7 21.7 Fine white lime 21.7 21.7 21.7 21.7 Limestone powder 11.0 11.0 11.0 11.0 Total solids 100.0 100.0 100.0 100.0 X-seed 120 (sus.) 1) 0.00 2.00 0.00 0.00 SKY 519 (sus.) 1) 0.00 0.00 0.10 0.00 PBTC (fl.) 1) 0.00 0.00 0.00 0.14 Aluminum paste 1) 0.22 0.22 0.22 0.22 W / F [-] 0.70 0.70 0.70 0.70 Pouring temperature [° C] 35 +/- 1 35 +/- 1 35 +/- 1 35 +/- 1 1) Quantity based on total solids Table 12: Results of the measurements of the mechanical and hygric properties of the 3rd series of tests attempt Additive content Dry bulk density Cube compressive strength (constancy of mass 50 ° C) A number (constancy of mass 50 ° C) Adsorption moisture content um , 80 Total shrinkage ε cs, tot [% / FS] [kg / dm 3 ] [N / mm 2 ] [-] [M .-%] [mm / m] 3A 0.00 0.359 3.44 1668 2.3 0.38 3B 2.00 (X-SEED) 0.369 3.80 1744 2.4 0.38 3C 0.10 (SKY519) 0.360 3.63 1751 2.3 0.36 3D 0.14 (PBTC) 0.335 2.92 1626 2.5 0.41 Table 13: Results of the measurements of the mineralogical phase compositions of the 3rd test series Sample number Amorphous 11Å tobermorite quartz Anhydrite Katoite Calcite 3A 28 52 10 0 0 10 3B 26th 55 10 0 0 10 3C 28 53 10 0 0 10 3D 29 52 10 0 0 10

Es hat sich gezeigt, dass die Additive, bis auf PBTC, einen positiven Einfluss auf das Festigkeitsniveau besitzen. Zudem werden auch die hygrischen Eigenschaften verbessert oder bleiben auf gleichem Niveau. Auch die Phasenanalyse zeigt, dass Sky 519 und X-Seed 120 tendenziell den Tobermoritgehalt erhöhen und den amorphen Phasengehalt verringern.It has been shown that the additives, with the exception of PBTC, have a positive influence on the strength level. In addition, the hygric properties are also improved or remain at the same level. The phase analysis also shows that Sky 519 and X-Seed 120 tend to increase the tobermorite content and decrease the amorphous phase content.

Versuchsreihe:Test series:

Im Rahmen der vierten Versuchsreihe wurden eine klassische Zement-Anhydritrezeptur (CAH), eine sulfatreduzierte Zementrezeptur (SRC), bei der der Sulfatträger ausschließlich aus dem Zement kommt, und eine erfindungsgemäße sulfatträgerfreie Rezeptur (KLINK) miteinander verglichen.In the fourth series of tests, a classic cement-anhydrite recipe (CAH), a sulfate-reduced cement recipe (SRC), in which the sulfate carrier comes exclusively from the cement, and a sulfate carrier-free recipe (KLINK) according to the invention were compared with one another.

Die drei unterschiedlichen Bindemittelansätze wurden jeweils mit zwei unterschiedlichen Dispergiermitteln (Calgon N und Dispex AA 4041) sowie einem Fließmittel (Sky 519) versetzt: Tabelle 14: Zusammensetzungen der Rezepturen der 4. Versuchsreihe Serie CAH Versuch 4A 4B 4C 4D Gesamteinwaage Feststoffe [g] 3500 3500 3500 3500 [%] [%] [%] [%] Quarzmehl 44,0 44,0 44,0 44,0 Portlandzement 21,0 21,0 21,0 21,0 Klinkermehl 0,0 0,0 0,0 0,0 Weißfeinkalk 20,9 20,9 20,9 20,9 Anhydrit 3,1 3,1 3,1 3,1 Kalksteinmehl 11,0 11,0 11,0 11,0 Summe Feststoffe 100,0 100,0 100,0 100,0 Calgon (fest)1) 0,0 0,0 0,0 0,4 Dispex (fl)1) 0,0 0,0 0,4 0,0 Sky 519 (fl.)1) 0,0 0,4 0,0 0,0 Aluminiumpulver1) 0,19 0,19 0,19 0,19 W/F [-] 0,70 0,70 0,70 0,70 Abgusstemperatur [°C] 40+/-1 40+/-1 40+/-1 40+/-1 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe Serie SRC Versuch 4E 4F 4G 4H Gesamteinwaage Feststoffe [g] 3500 3500 3500 3500 [%] [%] [%] [%] Quarzmehl 45,6 45,6 45,6 45,6 Portlandzement 21,7 21,7 21,7 21,7 Klinkermehl 0,0 0,0 0,0 0,0 Weißfeinkalk 21,7 21,7 21,7 21,7 Anhydrit 0,0 0,0 0,0 0,0 Kalksteinmehl 11,0 11,0 11,0 11,0 Summe Feststoffe 100,0 100,0 100,0 100,0 Calgon (fest) 1) 0,0 0,0 0,0 0,4 Dispex (fl) 1) 0,0 0,0 0,4 0,0 Sky 519 (fl.) 1) 0,0 0,4 0,0 0,0 Aluminiumpulver 1) 0,19 0,19 0,19 0,19 W/F [-] 0,70 0,70 0,70 0,70 Abgusstemperatur [°C] 40+/-1 40+/-1 40+/-1 40+/-1 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe Serie KLINK Versuch 41 4J 4K 4L Gesamteinwaage Feststoffe [g] 3500 3500 3500 3500 [%] [%] [%] [%] Quarzmehl 45,6 45,6 45,6 45,6 Portlandzement 0,0 0,0 0,0 0,0 Klinkermehl 21,7 21,7 21,7 21,7 Weißfeinkalk 21,7 21,7 21,7 21,7 Anhydrit 0,0 0,0 0,0 0,0 Kalksteinmehl 11,0 11,0 11,0 11,0 Summe Feststoffe 100,0 100,0 100,0 100,0 Calgon (fest)1) 0,0 0,0 0,0 0,4 Dispex (fl)1) 0,0 0,0 0,4 0,0 Sky 519 (fl.)1) 0,0 0,4 0,0 0,0 Aluminiumpulver1) 0,19 0,19 0,19 0,19 W/F [-] 0,70 0,70 0,70 0,70 Abgusstemperatur [°C] 40+/-1 40+/-1 40+/-1 40+/-1 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe The three different binder batches were each mixed with two different dispersants (Calgon N and Dispex AA 4041) and a superplasticizer (Sky 519): Table 14: Compositions of the formulations of the 4th test series CAH series attempt 4A 4B 4C 4D Total weight of solids [g] 3500 3500 3500 3500 [%] [%] [%] [%] Quartz flour 44.0 44.0 44.0 44.0 Portland cement 21.0 21.0 21.0 21.0 Clinker flour 0.0 0.0 0.0 0.0 Fine white lime 20.9 20.9 20.9 20.9 Anhydrite 3.1 3.1 3.1 3.1 Limestone powder 11.0 11.0 11.0 11.0 Total solids 100.0 100.0 100.0 100.0 Calgon (solid) 1) 0.0 0.0 0.0 0.4 Dispex (fl) 1) 0.0 0.0 0.4 0.0 Sky 519 (fl.) 1) 0.0 0.4 0.0 0.0 Aluminum powder 1) 0.19 0.19 0.19 0.19 W / F [-] 0.70 0.70 0.70 0.70 Pouring temperature [° C] 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 1) Quantity based on total solids SRC series attempt 4E 4F 4G 4H Total weight of solids [g] 3500 3500 3500 3500 [%] [%] [%] [%] Quartz flour 45.6 45.6 45.6 45.6 Portland cement 21.7 21.7 21.7 21.7 Clinker flour 0.0 0.0 0.0 0.0 Fine white lime 21.7 21.7 21.7 21.7 Anhydrite 0.0 0.0 0.0 0.0 Limestone powder 11.0 11.0 11.0 11.0 Total solids 100.0 100.0 100.0 100.0 Calgon (solid) 1) 0.0 0.0 0.0 0.4 Dispex (fl) 1) 0.0 0.0 0.4 0.0 Sky 519 (fl.) 1) 0.0 0.4 0.0 0.0 Aluminum powder 1) 0.19 0.19 0.19 0.19 W / F [-] 0.70 0.70 0.70 0.70 Pouring temperature [° C] 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 1) Quantity based on total solids KLINK series attempt 41 4Y 4K 4L Total weight of solids [g] 3500 3500 3500 3500 [%] [%] [%] [%] Quartz flour 45.6 45.6 45.6 45.6 Portland cement 0.0 0.0 0.0 0.0 Clinker flour 21.7 21.7 21.7 21.7 Fine white lime 21.7 21.7 21.7 21.7 Anhydrite 0.0 0.0 0.0 0.0 Limestone powder 11.0 11.0 11.0 11.0 Total solids 100.0 100.0 100.0 100.0 Calgon (solid) 1) 0.0 0.0 0.0 0.4 Dispex (fl) 1) 0.0 0.0 0.4 0.0 Sky 519 (fl.) 1) 0.0 0.4 0.0 0.0 Aluminum powder 1) 0.19 0.19 0.19 0.19 W / F [-] 0.70 0.70 0.70 0.70 Pouring temperature [° C] 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 40 +/- 1 1) Quantity based on total solids

Um die Verarbeitbarkeit der Frischbetonmassen zu testen, wurde das Ausbreitmaß wie oben beschrieben bestimmt.In order to test the workability of the fresh concrete masses, the slump was determined as described above.

Die Ergebnisse der Messungen des Ausbreitmaßes sind in 2 zu erkennen. In 3 sind die ermittelten A-Zahlen aufgeführt.The results of the slump measurements are in 2 to recognize. In 3rd the determined A-numbers are listed.

Tabelle 15 zeigt die Ergebnisse der Messungen der mechanischen, thermischen und hygrischen Eigenschaften der vierten Versuchsreihe. Tabelle 16 zeigt die Ergebnisse der Messungen der mineralogischen Phasenzusammensetzungen der vierten Versuchsreihe: Tabelle 15: Ergebnisse der Messungen der mechanischen, thermischen und hygrischen Eigenschaften der 4. Versuchsreihe Versuch Rezeptur Trockenrohdichte Würfeldruckfestigkeit (Massekonstanz 50°C) A-Zahl (Massekonstanz 50°C) Wärmeleitfähigkeit λ10,dry,unit Adsorptionsfeuchtegehalt um,80 [kg/dm3] [N/mm2] [-] W/(m·K) [M.-%] 4A CAH (REF) 0,375 4,2 1867 n. b. 3,1 4B CAH + PCE 0,558 6,53 1311 n. b. 3,1 4C CAH + DIS 0,359 3,41 1654 0,0816 4,1 4D CAH + CAL 0,344 3,11 1643 0,0797 3,4 4E SRC (REF) 0,327 3,07 1794 0,0748 2,9 4F SRC + PCE 0,437 4,52 1479 n. b. 3,1 4G SRC + DIS 0,321 1,24 752 0,0688 4,6 4H SRC + CAL 0,326 2,24 1317 0,0729 3,7 41 KLINK (REF) 0,326 2,81 1653 0,0743 3,1 4J KLINK + PCE 0,315 2,24 1411 0,0742 3,0 4K KLINK + DIS 0,341 2,53 1360 0,0749 3,8 4L KLINK + CAL 0,347 2,13 1106 0,0716 4,0 CAH: Zement-Anhydrit-Rezeptur; SRC: Sulfat reduzierte Zementrezeptur; KLINK: Klinkermehl-Rezeptur; PCE: Sky 519; DIS: Dispex AA 4140; CAL: Calgon N; REF: Referenz ohne Additive Tabelle 16: Ergebnisse der Messungen der mineralogischen Phasenzusammensetzungen der 4. Versuchsreihe Probennummer Amorph 11Å-Tobermorit Quarz Anhydrit Katoit Calcit 4A 28 51 9 3 0 9 4B 27 51 10 2 0 10 4C 32 43 12 2 0 11 4D 34 45 9 2 0 10 4E 29 53 9 0 0 9 4F 28 53 10 0 0 9 4G 39 30 14 0 3 14 4H 34 46 9 0 0 11 41 28 52 10 0 0 10 4J 27 51 9 0 2 11 4K 32 43 11 0 2 12 4L 32 44 9 0 2 13 Table 15 shows the results of the measurements of the mechanical, thermal and hygric properties of the fourth series of tests. Table 16 shows the results of the measurements of the mineralogical phase compositions of the fourth test series: Table 15: Results of the measurements of the mechanical, thermal and hygric properties of the 4th test series attempt Recipe Dry bulk density Cube compressive strength (constancy of mass 50 ° C) A number (constancy of mass 50 ° C) Thermal conductivity λ 10, dry, unit Adsorption moisture content um , 80 [kg / dm 3 ] [N / mm 2 ] [-] W / (m K) [M .-%] 4A CAH (REF) 0.375 4.2 1867 nb 3.1 4B CAH + PCE 0.558 6.53 1311 nb 3.1 4C CAH + DIS 0.359 3.41 1654 0.0816 4.1 4D CAH + CAL 0.344 3.11 1643 0.0797 3.4 4E SRC (REF) 0.327 3.07 1794 0.0748 2.9 4F SRC + PCE 0.437 4.52 1479 nb 3.1 4G SRC + DIS 0.321 1.24 752 0.0688 4.6 4H SRC + CAL 0.326 2.24 1317 0.0729 3.7 41 KLINK (REF) 0.326 2.81 1653 0.0743 3.1 4Y KLINK + PCE 0.315 2.24 1411 0.0742 3.0 4K KLINK + DIS 0.341 2.53 1360 0.0749 3.8 4L KLINK + CAL 0.347 2.13 1106 0.0716 4.0 CAH: cement anhydrite recipe; SRC: sulphate reduced cement formulation; KLINK: clinker flour recipe; PCE: Sky 519; DIS: Dispex AA 4140; CAL: Calgon N; REF: reference without additives Table 16: Results of the measurements of the mineralogical phase compositions of the 4th test series Sample number Amorphous 11Å tobermorite quartz Anhydrite Katoite Calcite 4A 28 51 9 3rd 0 9 4B 27 51 10 2 0 10 4C 32 43 12th 2 0 11 4D 34 45 9 2 0 10 4E 29 53 9 0 0 9 4F 28 53 10 0 0 9 4G 39 30th 14th 0 3rd 14th 4H 34 46 9 0 0 11 41 28 52 10 0 0 10 4Y 27 51 9 0 2 11 4K 32 43 11 0 2 12th 4L 32 44 9 0 2 13th

Aus 2 ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße sulfatträgerfreie Rezeptur (KLINK) ohne Additive ein deutlich geringeres Ausbreitmaß aufweist als die beiden sulfatträgerhaltigen Rezepturen. Dies war zu erwarten gewesen (Stichwort Löffelbinder).Out 2 it can be seen that the sulfate carrier-free formulation (KLINK) according to the invention without additives has a significantly lower slump than the two formulations containing sulfate carriers. This was to be expected (key word "spoon binder").

Durch die Zugabe des Fließmittels (Sky 519) wurde das Ausbreitmaß bei der sulfatträgerfreien Rezeptur (KLINK+PCE) überraschenderweise im Vergleich zur sulfatträgerfreien Referenzrezeptur (KLINK (REF)) nicht erhöht. Die anderen Zusätze allerdings ergaben eine zum Teil deutliche Erhöhung des Ausbreitmaßes der erfindungsgemäßen sulfatträgerfreien Rezepturen (KLINK+CAL).The addition of the plasticizer (Sky 519) surprisingly did not increase the slump in the sulfate-carrier-free formulation (KLINK + PCE) compared to the sulfate-carrier-free reference formulation (KLINK (REF)). The other additives, however, resulted in a partly significant increase in the slump of the sulfate-free formulations according to the invention (KLINK + CAL).

Versuchsreihe:Test series:

Tabelle 17: Zusammensetzungen der Rezepturen der 5. Versuchsreihe Versuch 5A 5B 5C 5D Gesamteinwaage Feststoffe [g] 5400 5400 5400 5400 [%] [%] [%] [%] Quarzmehl 49,0 50,6 50,6 50,6 Portlandzement 18,6 19,2 0,0 0,0 Klinkermehl 0,0 0,0 19,2 19,2 Weißfeinkalk 19,6 20,2 20,2 20,2 Anhydrit 2,8 0,0 0,0 0,0 Kalksteinmehl 10,0 10,0 10,0 10,0 Summe Feststoffe 100,0 100,0 100,0 100,0 X-Seed 120 (fl.)1) 0,00 0,00 1,90 0,00 Aluminiumpulver 1) 0,12 0,12 0,12 0,15 W/F [-] 0,7 0,7 0,7 0,7 Abgusstemperatur [°C] 40+/1 40+/1 40+/1 40+/1 Hebel Härte 3,5h 520 440 420 280 Hebel Härte 4,5h n.b. n.b. 580 500 1) Mengenangabe bezogen auf Summe Feststoffe Table 17: Compositions of the formulations of the 5th test series attempt 5A 5B 5C 5D Total weight of solids [g] 5400 5400 5400 5400 [%] [%] [%] [%] Quartz flour 49.0 50.6 50.6 50.6 Portland cement 18.6 19.2 0.0 0.0 Clinker flour 0.0 0.0 19.2 19.2 Fine white lime 19.6 20.2 20.2 20.2 Anhydrite 2.8 0.0 0.0 0.0 Limestone powder 10.0 10.0 10.0 10.0 Total solids 100.0 100.0 100.0 100.0 X-Seed 120 (fl.) 1) 0.00 0.00 1.90 0.00 Aluminum powder 1) 0.12 0.12 0.12 0.15 W / F [-] 0.7 0.7 0.7 0.7 Pouring temperature [° C] 40 + / 1 40 + / 1 40 + / 1 40 + / 1 Lever hardness 3.5h 520 440 420 280 Lever hardness 4.5h nb nb 580 500 1) Quantity based on total solids

In der fünften Versuchsreihe konnte gezeigt werden, dass mit erfindungsgemäßen Rezepturen ähnliche Werte für die Grünstandshärte bzw. Grünstandsfestigkeit erreicht werden wie mit den üblichen Kalk-Zement-Rezepturen.In the fifth series of tests it was possible to show that with the formulations according to the invention, similar values for the green strength or green strength can be achieved as with the usual lime-cement formulations.

Eine Standardrezeptur (5A) mit 18,6 M.-% CEM I und 2,8 M.-% Sulfatträger zeigte nach 210 Minuten eine Festigkeit von 520 Skalenteilen (Skt), gemessen mit einem Taschenpenetrometer CT-421 und einem zylindrischen Prüfkopf Ø 20 mm. Ohne Zusatz von Sulfatträger (5B) wurde ein Wert von 440 Skt erreicht. Die erfindungsgemäße Rezeptur (5D) ohne Zusatz von bauchemischen Additiven erreichte in derselben Zeit eine Festigkeit von 280 Skt, bei Zusatz von 6,49 X-Seed (5C) betrug die Festigkeit 420 Skt. Nach einer Verlängerung der Standzeit um 60 Minuten erreichte (5D) eine Festigkeit von 500 Skt und (5C) von 580 Skt.A standard recipe ( 5A ) with 18.6% by mass of CEM I and 2.8% by mass of sulphate carrier showed a strength of 520 scale divisions (Skt) after 210 minutes, measured with a pocket penetrometer CT-421 and a cylindrical test head Ø 20 mm. Without the addition of sulphate carriers ( 5B ) a value of 440 Skt was achieved. The recipe according to the invention (5D ) without the addition of construction chemical additives achieved a strength of 280 Skt in the same time, with the addition of 6.49 X-Seed ( 5C ) the strength was 420 Skt. After an extension of the tool life by 60 minutes, (5D) reached a strength of 500 Skt and (5C) of 580 Skt.

Die erfindungsgemäßen Rezepturen erreichen somit die notwendige Festigkeit zum Umsetzen des Porenbetonblockes von dem Formboden auf die Schneidmaschine bzw. den Schneidrost. Die erfindungsgemäßen Rezepturen können deshalb auf allen in Porenbetonwerken üblichen Anlagen prozessiert werden. In vorteilhafter Weise können die erfindungsgemäßen Rezepturen auf Anlagen mit der sogenannten Kipptechnik prozessiert werden, sie sind aber nicht auf diese beschränkt. Die Autoklavierung der Poren- oder Schaumbetonformkörper kann in der für das jeweilige Werk üblichen Fahrweise erfolgen. Es sind keine Änderungen oder Anpassungen in der Autoklavierung notwendig.The formulations according to the invention thus achieve the necessary strength for moving the aerated concrete block from the mold base to the cutting machine or the cutting grate. The formulations according to the invention can therefore be processed in all systems customary in aerated concrete plants. The recipes according to the invention can advantageously be processed in systems with what is known as the tilting technique, but they are not limited to this. The autoclaving of the pore or Foam concrete moldings can be carried out in the manner customary for the respective plant. No changes or adjustments to the autoclaving are necessary.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (20)

Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Poren- oder Schaumbetondämmkörpern, insbesondere Poren- oder Schaumbetondämmplatten, mit einer Trockenrohdichte ρ0 von 70 bis 150 kg/m3, gemäß DIN EN 1602: 2013-05, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Herstellen einer Frischbetonmasse enthaltend Portlandzementklinkermehl, vorzugsweise mindestens eine weitere hydrothermal reagierende CaO-Komponente, mindestens eine weitere hydrothermal reagierende SiO2-Komponente, Wasser und mindestens ein Treibmittel oder vorgefertigten Schaum oder einen Schaumbildner, b) Gegebenenfalls Aufschäumen der Schaumbildner enthaltenden Frischbetonmasse durch Rühren, c) Gießen der gießfertigen Frischbetonmasse in eine Gießform, d) Gegebenenfalls Auftreiben lassen der Frischbetonmasse, e) Ansteifen lassen der Frischbetonmasse zu einem Poren- oder Schaumbetonkuchen, f) Schneiden des Poren- oder Schaumbetonkuchens in einzelne Poren- oder Schaumbetondämmkörper, g) Härten der Poren- oder Schaumbetondämmkörper im Autoklaven, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Frischbetonmasse weder ein sulfatträgerhaltiger Zement noch ein zusätzlicher Sulfatträger zugemischt werden.Process for the production of hydrothermally hardened porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, with a dry bulk density ρ 0 of 70 to 150 kg / m 3 , according to DIN EN 1602: 2013-05, with the following process steps: a) Production of a fresh concrete mass containing Portland cement clinker powder, preferably at least one further hydrothermally reacting CaO component, at least one further hydrothermally reacting SiO 2 component, water and at least one blowing agent or prefabricated foam or a foaming agent, b) if necessary, foaming of the foaming agent-containing fresh concrete mass by stirring, c) pouring the pourable Fresh concrete mass in a casting mold, d) If necessary, allowing the fresh concrete mass to expand, e) allowing the fresh concrete mass to stiffen to form a porous or foam concrete cake, f) cutting the porous or foam concrete cake into individual porous or foam concrete insulating bodies, g) hardening the porous or foam concrete insulating comb rper in the autoclave, characterized in that neither a sulphate carrier-containing cement nor an additional sulphate carrier are added during the production of the fresh concrete mass. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frischbetonmasse hergestellt wird, die einen Gehalt an Portlandzementklinkermehl von 5 bis 45 M.-%, bevorzugt 10 bis 35 M.-%, besonders bevorzugt 10 bis 25 M.-%, bezogen auf den Feststoffanteil in der Frischbetonmasse, aufweist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a fresh concrete mass is produced which has a Portland cement clinker powder content of 5 to 45% by mass, preferably 10 to 35% by mass, particularly preferably 10 to 25% by mass, based on the solids content in the fresh concrete mass , having. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frischbetonmasse mit einem Wasser/Feststoff-Wert von 0,45 bis 1,5, bevorzugt 0,55 bis 1,0, besonders bevorzugt 0,6 bis 1,0, hergestellt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a fresh concrete mass with a water / solids value of 0.45 to 1.5, preferably 0.55 to 1.0, particularly preferably 0.6 to 1.0, is produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Treibmittel oder Schaumbildner enthaltende Frischbetonmasse hergestellt wird, die vor dem Aufschäumen oder Auftreiben ein Ausbreitmaß gemäß DIN EN 12350-5: 2009-08 von 20 bis 45 cm, bevorzugt von 25 bis 40 cm, aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fresh concrete mass containing blowing agent or foaming agent is produced which, before foaming or expansion, has a slump according to DIN EN 12350-5: 2009-08 of 20 to 45 cm, preferably 25 to 40 cm , having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frischbetonmasse hergestellt wird, die einen Kristallisationsbeschleuniger enthält, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 5 M.-%, bevorzugt 1 bis 3 M.-%, bezogen auf den Feststoffanteil in der Frischbetonmasse.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fresh concrete mass is produced which contains a crystallization accelerator, preferably in an amount of 0.5 to 5% by mass, preferably 1 to 3% by mass, based on the solids content in the fresh concrete mass. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Poren- oder Schaumbetonkuchen nach dem Ansteifen und vor dem Schneiden auf eine seiner Längsseiten gekippt wird, wobei der Poren- oder Schaumbetonkuchen vorzugsweise auf eine Formlängswand der Gießform gekippt wird und anschließend die anderen Formwände der Gießform abgenommen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the porous or foam concrete cake is tilted on one of its long sides after setting and before cutting, the porous or foam concrete cake preferably being tipped onto a longitudinal wall of the casting mold and then the other walls of the mold Casting mold can be removed. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geschnittene Poren- oder Schaumbetonkuchen auf der Formlängswand stehend gehärtet wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the cut porous or foam concrete cake is hardened standing on the longitudinal wall of the mold. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geschnittene Poren- oder Schaumbetonkuchen nach dem Schneiden in eine liegende Position zurück- oder durchgekippt wird und vorzugsweise in der liegenden Position gehärtet wird, wobei vorzugsweise nach dem Zurück- oder Durchkippen eine Bodenschicht des Poren- oder Schaumbetonkuchens entfernt wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the cut porous or foam concrete cake is tilted back or through after cutting into a lying position and is preferably hardened in the lying position, preferably after tilting back or through a bottom layer of the porous or foam concrete cake is removed. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geschnittene Poren- oder Schaumbetonkuchen nach dem Schneiden in eine liegende Position zurück- oder durchgekippt wird, nach dem Zurück- oder Durchkippen eine Bodenschicht des Poren- oder Schaumbetonkuchens entfernt wird und der Poren- oder Schaumbetonkuchen anschließend wieder in eine stehende Position zurückgekippt wird und vorzugsweise in der stehenden Position gehärtet wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the cut porous or foam concrete cake is tilted back or through after cutting into a lying position, after tilting back or through, a bottom layer of the porous or foam concrete cake is removed and the porous or foam concrete cake is then returned to a standing position Position is tilted back and is preferably hardened in the standing position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ansteifen des Poren- oder Schaumbetonkuchens Seitenwände der Gießform weggeklappt werden, so dass der Poren- oder Schaumbetonkuchen auf einer Formunterseite der Gießform steht und anschließend der grüne Poren- oder Schaumbetonkuchen, vorzugsweise über seine Längsseiten, mit einem Greifer gegriffen, angehoben und versetzt wird.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that after the stiffening of the porous or foam concrete cake, side walls of the casting mold are folded away so that the porous or foam concrete cake is on the underside of the mold and then the green porous or foam concrete cake is gripped with a gripper, preferably over its long sides , lifted and moved. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetonformkörper hergestellt werden, die bei Auslaugung eine Sulfatkonzentration ≤ 600 mg/l, bevorzugt ≤ 100 mg/l, besonders bevorzugt ≤ 50 mg/l, Sulfat im Eluat gemäß DIN12457-4:2003-01 (DEV S 4) aufweisen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that porous or foam concrete molded bodies are produced which, when leached, have a sulfate concentration of ≤ 600 mg / l, preferably 100 mg / l, particularly preferably 50 mg / l, have sulfate in the eluate in accordance with DIN12457-4: 2003-01 (DEV S 4). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper mit einem Gehalt an 11A Tobermorit, bezogen auf die Trockenmasse des jeweiligen Poren- oder Schaumbetondämmkörpers, von 25 bis 60 M.-%, bevorzugt 30 bis 55 M.-%, bestimmt mittels Röntgendiffraktometrie, hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that porous or foam concrete insulating body with a content of 11A tobermorite, based on the dry mass of the respective porous or foam concrete insulating body, of 25 to 60% by mass, preferably 30 to 55% by mass , determined by means of X-ray diffractometry. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper mit einem Gesamtwert des Trocknungsschwindens εcs,tot gemäß DIN EN 680:2006-03 von 0,2 bis 0,8 mm/m, bevorzugt von 0,2 bis 0,4 mm/m, hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that porous or foam concrete insulating body with a total value of the drying shrinkage ε cs, tot according to DIN EN 680: 2006-03 of 0.2 to 0.8 mm / m, preferably from 0.2 to 0.4 mm / m. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper mit einem Adsorptionsfeuchtegehalt um,80 von 2 bis 8 M.-%, bevorzugt 3 bis 5 M.-%, besonders bevorzugt 2,5 bis 4,5 M.-% gemäß DIN EN ISO 12571: 2013-12 hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that porous or foam concrete insulating bodies with an adsorption moisture content of um , 80 of 2 to 8% by mass, preferably 3 to 5% by mass, particularly preferably 2.5 to 4.5% by mass .-% according to DIN EN ISO 12571: 2013-12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper mit einer A-Zahl zwischen 300 und 2600 [], bevorzugt zwischen 600 und 2000 [] und besonders bevorzugt zwischen 1000 und 1800 [], hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that porous or foam concrete insulating bodies with an A number between 300 and 2600 [], preferably between 600 and 2000 [] and particularly preferably between 1000 and 1800 [] are produced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit λ10,dry,unit von 0,039 bis 0,050 W/(m·K), bevorzugt von 0,039 bis 0,045 W/(m·K), insbesondere von 0,039 bis 0,042 W/(m·K), gemäß DIN EN 12667:2001-05 hergestellt werden.Method according to one of the Claims 1 to 15th , characterized in that porous or foam concrete insulating body with a thermal conductivity λ 10, dry, unit of 0.039 to 0.050 W / (mK), preferably from 0.039 to 0.045 W / (mK), in particular from 0.039 to 0.042 W / (m K), according to DIN EN 12667: 2001-05. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere Poren- oder Schaumbetondämmplatten, mit einer Trockenrohdichte ρ0 von 85 bis 115 kg/m3, gemäß DIN EN 1602: 2013-05, hergestellt werden.Method according to one of the Claims 1 to 16 , characterized in that porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, with a dry bulk density ρ 0 of 85 to 115 kg / m 3, according to DIN EN 1602: 2013-05, are produced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Poren- oder Schaumbetondämmkörper, insbesondere Poren- oder Schaumbetondämmplatten, mit einer Druckfestigkeit von 0,1 bis 0,6 N/mm2, bevorzugt von 0,15 bis 0,4 N/mm2, gemäß DIN EN 826:2013, und Konditionierung bei 40°C auf Massekonstanz, hergestellt werden.Method according to one of the Claims 1 to 17th , characterized in that porous or foam concrete insulation bodies, in particular porous or foam concrete insulation boards, with a compressive strength of 0.1 to 0.6 N / mm 2 , preferably 0.15 to 0.4 N / mm 2 , according to DIN EN 826 : 2013, and conditioning at 40 ° C for constant mass. Hydrothermal gehärteter Poren- oder Schaumbetondämmkörper aufweisend ein Feststoffsteggerüst, welches aus einem Schaum resultierende oder durch einen Treibprozess erzeugte Poren umgibt, wobei das Feststoffsteggerüst Calciumsilikathydratphasen und Mikroporen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Poren- oder Schaumbetondämmkörper nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.Hydrothermally hardened porous or foam concrete insulating body having a solid web structure which surrounds pores resulting from a foam or generated by a blowing process, the solid web structure having calcium silicate hydrate phases and micropores, characterized in that the porous or foam concrete insulating body according to a method according to one of the Claims 1 to 10 is made. Hydrothermal gehärteter Poren- oder Schaumbetondämmkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Poren- oder Schaumbetondämmkörper die Merkmale eines der Ansprüche 11 bis 18 aufweist.Hydrothermally hardened porous or foam concrete insulating body according to Claim 19 , characterized in that the porous or foam concrete insulating body has the features of one of the Claims 11 to 18th having.
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