DE19701858A1 - Neues Baustoff- und Dämmsystem auf Basis von Blähglasgranulat - Google Patents

Neues Baustoff- und Dämmsystem auf Basis von Blähglasgranulat

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Description

Die Erfindung betrifft ein neues Bau-, Gestaltungs- und Sa­ nierungssystem auf Basis von Blähglas-Granulat, dessen Ei­ genschaftswerte hinsichtlich thermischer, mechanischer und chemischer Stabilität sowie Wärmedämmung in der Summe den bisherigen Systemen dieser Art überlegen sind. Es findet bevorzugt Anwendung in der Bauindustrie, läßt sich aber auch als Trägermaterial in der Katalysatortechnik, der Biotechno­ logie und in der Hortikultur einsetzen. Die Herstellung ist weder kompliziert noch zeitaufwendig, so daß diese entweder direkt vor Ort oder betriebsseitig stationär erfolgen kann.
Die Verwendung von Blähglas-Granulat in der Bauindustrie als Leichtzuschlagstoff zu Mörtel und Beton ist bereits bekannt:
Leichtzuschlag "PORAVER Blähglas-Granulat"; Zulassungsbe­ scheid Z-3, 2.2-3 vom 20.12.1991; Institut für Bautechnik, Berlin.
Leichtmauermörtel unter Verwendung von Dennert Blähglas-Granulat als Leichtzuschlag (L6); Zulassungsbescheid Z17.1-296 vom 29.11.1982.
Dennert Leichtmauermörtel L9; Zulassungsbescheid Z17, 1-396 vom 16.5.1986; Institut für Bautechnik Berlin.
Nach einer Firmenbroschüre der Fa. Dennert Poraver GmbH ist einem bekanntem Hersteller von Farben, Putzen und Wärmever­ bundsystemen auch mittels einer PORAVER-Kunstharzmischung die Entwicklung von leichten und wetterfesten Fassadenprofi­ len und -platten gelungen, die mit Erfolg bei der Restaurie­ rung und Rekonstruktion von Fassaden eingesetzt werden.
Die bisher bekannt gewordenen Verwendungsbeschreibungen be­ handeln Blähglas-Granulate verschiedenster Körnung bei der Fertigung von Bauteilen immer als Zuschlagstoff. Dies bedeu­ tet, daß sowohl die Verarbeitungs- als auch die Produktcha­ rakteristiken des jeweiligen Baumaterials weitgehend erhal­ ten bleiben. Mit Zunahme der Porosität und der damit verbun­ denen Oberflächenvergrößerung werden aber auch zugleich die unter den verschiedenen atmosphärischen und räumlichen Be­ dingungen stattfindenden Alterungs- und Zerfallsprozesse schneller fortschreiten.
Aufgabe der Erfindung war es daher, feuerfeste, atmungsakti­ ve und offenporige Bau-, Gestaltungs- und Sanierungselemente mit hoher Druckstabilität und guter Wärmedämmung auf Basis von Blähglas-Granulat in witterungsfester und lösungsmittel­ resistenter Qualität bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit Blähglas-Granulat-Schüttungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich amorphe Kie­ selsäure und Phosphate und/oder Polyphosphate mehrwertiger Metalle enthalten und mittels Alkalisilikat (Wasserglas) verfestigt sind. Die gebildeten druckfesten, dreidimensiona­ len Gebilde zeigen keinen Porenverschluß wie die traditio­ nellen Materialien auf Mörtel-, Zement- oder Kunstharzbasis und sind daher besonders atmungsaktiv.
Das Blähglas-Granulat kann in den Körnungen von 0,25 bis 16 mm eingesetzt werden, wobei "Rundkorn-Granulat" besonders geeignet ist. Der Anteil an der Gesamtschüttung bewegt sich zwischen 70 und 95 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 80 und 90 Gew.-%, je nach Korngrößen und geforderter Druckstabilität.
Es ist möglich, bis zu 50% des Blähglas-Granulates durch Quarzsand, gemahlene Hochofenschlacke und/oder mineralische Farbstoffe zu ersetzen, was jedoch mit einem Anstieg des spezifischen Gewichtes verbunden ist.
Die amorphe Kieselsäure mit einer bevorzugten Partikelgröße von < 5 µm (max. 1% oberhalb 5 µm) ist in der Schüttung mit 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-% enthalten.
Pulverförmiges Phosphat und/oder Polyphosphat eines mehrwer­ tigen Metalls nimmt in der Schüttung einen Anteil von 0 bis 6 Gew.-% ein. Es können benutzt werden: Phosphate und Poly­ phosphate von Calcium(II), Magnesium(II), Aluminium(III), Zink(II) und Eisen(II/III). Bevorzugt wird Aluminium(III)- Phosphat/-polyphosphat.
Das als wäßrig-alkalische Lösung verwendete Alkalisilikat wird dem Granulat/Pulver-Gemisch nachträglich in einer Menge von 2 bis 6 Gew,-% (bezogen auf Kieselsäuregehalt) zugesetzt und gleichmäßig verteilt. Während der Trocknung und Aushär­ tung verbindet sich diese Komponente mit den anderen Be­ standteilen zu einer durchgehend festen Masse. Einsetzbar sind Natrium- und Kaliumsilikatlösungen. Bevorzugt wird Ka­ liumsilikat.
Die erfindungsgemäßen Produkte können in jeder gewünschten Form hergestellt werden und sind nachträglich handwerklich leicht weiter zu vielfältigen Gestaltungselementen zu bear­ beiten. Sie besitzen ein sehr niedriges Gewicht (150 bis 400 Kg/mˆ3) und eine hohe Indifferenz gegenüber Luftfeuchtigkeit und Lösungsmitteldämpfen. Auch gegenüber sauren bis neutra­ len wäßrigen Lösungen sowie organischen Lösungsmitteln ver­ halten sie sich resistent. Durch ihre niedrige Temperatur­ dehnzahl werden auch mehrfache Frosteinwirkungen ohne sicht­ bare Schäden überstanden.
Von den Gebrauchseigenschaften sind besonders hervorzuheben:
der Wärmedämmwert von < 0,1 W/mK, die Druckstabilität von 5,4 bis 6,0 N/mmˆ2 und die Einstufung als nichtbrennbarer Baustoff der Brandklasse A1 nach DIN 4102.
Fallversuche mit einem 50 kg - Gewicht (Leinensack mit Glas­ kugeln) aus 60 cm Höhe auf eine erfindungsgemäße Platte mit 100 mm Dicke erbrachten keine sichtbaren Brüche.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn zwei oder mehrere Schüt­ tungen unterschiedlicher Körnung und Qualität im Verbund miteinander hergestellt werden. So läßt sich Gewicht einspa­ ren und die Oberflächenstruktur verbessern, wenn ausschließ­ lich für den später sichtbaren Teil Feingranulat mit hohem Schüttgewicht benutzt wird. Ebenso ist es möglich, die Quer- und Zugstabilität zu verbessern, indem die Schüttungen mit Glasfasern oder Textilvliesen, -geweben oder -matten (auch Steinwolle) flächenartig verbunden werden. Mit letzteren ließe sich gleichzeitig eine Schalldämmung erreichen.
Für die betrieblich stationäre Fertigung wäre auch die Ein­ arbeitung von Glas-/Steinschmelzfasern in die Granulat­ schuttung kein Hindernis.
Die nach der Erfindung hergestellten Produkte sind für alle Baumaßnahmen, bei denen es auf niedriges Gewicht, Wärmedäm­ mung, mechanische Stabilität, Witterungsresistenz, Atmungs­ aktivität und Brandschutz ankommt, hervorragend geeignet.
Dies sind:
Dachausbau, Dachabdeckung- , Fassadengestaltung und -sanie­ rung, Fachwerkerneuerung, Estrichverlegung, Fußbodenaus­ gleich und -abdeckung (z. B. bei Altbauten) sowie Gartenhaus und Behelfswohnheimbau.
Weitere Einsatzmöglichkeiten sind gegeben in den Bereichen:
Isolierung von Wärmebehältern, Errichtung von Kühl- oder Wärmekammern und Wärmeisolation von Naßraumzellen, Schwimm­ bädern und Saunen.
Durch ihre offene Porenstruktur und ihre Indifferenz gegen­ über sauren bis neutralen wäßrigen Lösungen sowie gegenüber Lösungsmitteln lassen sich die erfindungsgemäßen Produkte ebenfalls als Trägermaterial für katalytische und enzymati­ sche Prozesse einsetzen.
Beispiel 1
Es wurde eine Mischung (Schüttung) aus folgenden Komponenten hergestellt:
17 000 g Blähglas-Rundgranulat (2-4 mm Körnung) (Poraver der Fa. DENNERT PORAVER GmbH)
1400 g Amorphe Kieselsäure (Elkem Microsilica, Grade 940)
800 g Aluminiumpolyphosphat.
Nach inniger Durchmischung wurden darin
3400 g Kaliumwasserglaslösung (25% Kieselsäure)gleichmäßig verteilt und die Masse in eine vorbereitete Form gegossen, worin sie über Nacht aushärtete.
Danach war sie begehbar und wies eine Druckstabilität von 6,0 N/mmˆ2 auf. Das hergestellte Bauelement ließ sich nach­ träglich mittels einer Säge zu jeder gewünschten Form verar­ beiten. Es war formbeständig gegen Wasser und organische Lösungsmittel (Alkohol, Benzin) und zeigte auch gegenüber Feuer keine Veränderungen.
Beispiel 2
Es wurden die Komponenten
2000 g Blähglas-Rundgranulat (2-4 mm Körnung) (Poraver wie oben)
200 g Amorphe Kieselsäure (Elkem Kicrosilica, Grade 940)
100 g Aluminiumpolyphosphat
zusammengegeben und nach inniger Durchmischung mit400 g Kaliumwasserglaslösung (25% Kieselsäure)in eine Form gegossen, in der ein Glasfaservlies ausgelegt war. Darüber wurde eine 2. Mischung aus folgenden Komponen­ ten gelegt
15 000 g Blähglas-Rundgranulat (8-16 mm Körnung)
1200 g Amorphe Kieselsäure (Elkem Microsilica, Grade 940)
700 g Aluminiumpolyphosphat,
zusammen mit3000 g Kaliumwasserglaslösung (25% Kieselsäure).
Nach Stehen über Nacht wurde die ausgehärtete Masse aus der Form entfernt und über zwei Holzbalken mit einem Abstand von 1,20 m gelegt. Sie konnte von einem Mann mit einem Gewicht von 90 kg ohne zu brechen belastet werden. Auch dieses Bau­ element war nachträglich mit einer Säge gut zu bearbeiten und in jede gewünschte Form zu bringen.
Beispiel 3
Es wurde eine Mischung wie in Beispiel 1 hergestellt und mit Aluminiumpolyphosphatlösung behandelt mit dem Unterschied, daß anstelle von 8500 g Blähglas-Rundgranulat die gleiche Menge gemahlene und auf 2 bis 4 mm Körnung gesiebte Hoch­ ofenschlacke trat.
Die ausgehärtete Masse hatte eine Druckstabilität von 5,6 N/mmˆ2 und zeigte ebenfalls gegenüber Lösungsmittel und Feu­ er keine Veränderungen.

Claims (10)

1. Formstabile, feuerbeständige, druckfeste und offenporige Blähglas-Granulat-Schüttungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich amorphe Kieselsäure und Phosphate und/oder Polyphosphate mehrwertiger Metalle enthalten und mittels Alkalisilikat (Wasserglas) verfestigt sind.
2. Blähglas-Granulat-Schüttungen für Formteile nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese
  • a) Blähglas-Granulat, vorzugsweise Blähglas-Rundkorngranu­ lat, der Körnung 0,25 bis 16,0 mm mit einem Anteil von 70 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von 80 bis 90 Gew.-% enthalten.
  • b) amorphe Kieselsäure mit einer Partikelgröße von < 5 µm und einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 4 bis 8 Gew.-% enthalten.
  • c) pulverförmiges Phosphat und/oder Polyphosphat von Calcium(II), Magnesium(II), Aluminium(III)) Zink(II) und Eisen(II-/III), vorzugsweise Aluminiumpolyphosphat mit einem Anteil von 0 bis 6 Gew.-% enthalten.
  • d) anstelle Blähglas-Granulat zu maximal 50% Quarzsand, gemahlene Hochofenschlacke und/oder mineralische Farbstoffe enthalten.
3. Formstabile Blähglas-Granulat-Schüttungen nach den An­ sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise mit 2 bis 6 Gew.-% Natriumsili­ kat- und/oder Kaliumsilikatlösung (bezogen auf Kieselsäure­ gehalt) verfestigt sind.
4. Herstellung von Blähglas-Granulat-Formteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten nach den Ansprüchen 2a bis 2d innig gemischt werden, anschließend Silikatlösung in der Mischung gleichmäßig verteilt und die Gesamtmischung sodann zum Aushärten in eine Form gebracht wird.
5. Herstellung von Blähglas-Granulat-Schüttungen und Form­ teilen im Verbund mit Glas-/Textilfasern und/oder Glas-/Textilvliesen, -geweben und -matten.
6. Herstellung von Blähglas-Granulat-Schüttungen und Form­ teilen im Verbund mit Steinwolle und/oder Steinwollmatten.
7. Verwendung der formstabilen Schüttungen nach den An­ sprüchen 1 bis 6 als Bau-, Gestaltungs- und Sanierungsele­ mente für Dachausbau, Dachabdeckung, Fassadengestaltung- und -sanierung, Fachwerkerneuerung, Estrichverlegung, Fußboden­ ausgleich und -abdeckung sowie Gartenhaus- und Behelfswohn­ heimbau.
8. Verwendung der formstabilen Schüttungen nach den Ansprü­ chen 1 bis 6 zur Bauisolierung, Isolierung von Wärme/Kälte-Über­ tragungsrohren, Isolierung von Wärmebehältern, Errich­ tung von Kühl- und Wärmekammern und zur Wärmeisolierung von Naßraumzellen, Schwimmbädern und Saunen.
9. Verwendung der formstabilen Schüttungen nach den Ansprü­ chen 1 bis 6 als Filtermaterial, zur Herstellung von Dia­ phragmen, für katalytische und enzymatische Prozesse.
10. Verwendung der formstabilen Schüttungen für Hortikultu­ ren in Feucht- und Seengebieten.
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