DE2308340C3 - Baustoff aus porösen anorganischen Material und organischem Bindemittel - Google Patents

Baustoff aus porösen anorganischen Material und organischem Bindemittel

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DE2308340C3
DE2308340C3 DE19732308340 DE2308340A DE2308340C3 DE 2308340 C3 DE2308340 C3 DE 2308340C3 DE 19732308340 DE19732308340 DE 19732308340 DE 2308340 A DE2308340 A DE 2308340A DE 2308340 C3 DE2308340 C3 DE 2308340C3
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Description

Baustoffe aus mit einem Bindemittel zusammengehaltenen porösen Füllstoffen sind hinlänglich bekannt. Dabei wurde bereits vorgeschlagen und versucht, sowohl anorganische, als auch organische poröse Materialien mit organischen (Kunstharz) oder anorganischen (Zement) Bindemitteln zu Formkörpern zu verarbeiten.
So wird 7. B. in der franz. Patentschrift 15 20 239 vorgeschlagen, ein Granulat aus geschäumtem Polystyrol mit Zement, Sand und gegebenenfalls Kunstharz zu binden, und es wird dabei auch vorgeschlagen, verhältnismäßig schwere anorganische geschäumte Materialien, wie z. B. Hüttenbims oder Blähton zuzusetzen, die bekanntermaßen Schüttgewichte über 250, meistens 500 bis 1000 kg/m' aufweisen. Das Granulat aus geschäumtem Polystyrol wirkt in der Betonmatrix nur als Porenbildner, ohne für die Festigkeit etwas beizutragen. Baustoffe mit Beton als Bindemittel sind verhältnismäßig schwer, und das selbst dann, wenn poröse anorganische Materialien zugeschlagen werden, die jedoch die erwähnten, für leichte Zuschlagsstoffe relativ hohen Schüttgewichte aufweisen. Außerdem wird Polystyrol bei der Herstellung des Betons von der Bindemittelmischung nur schwer benetzt, und muß daher gegebenenfalls mit einem Überzug aus geeignetem Material, ι. B. aus organischen Siliciumverbindungen, versehen werden.
Nun hat man sich auch bereits bemüht, diese Nach* teile zu beseitigen. Beispielsweise wird in der französischen Patentschrift 14 21400 vorgeschlagen. Perlit, also ein sehr leichtes poröses anorganisches Material, gegebenenfalls in Mischung mit Teilchen von geschäumtem Polystyrol, mit Hilfe eines organischen Bindemittels, wie z. B, Phenolharz, zu Formkörpern ZU verarbeiten, Die sehr wesentliche Frage der Mengen* Verhältnisse der einzelnen Mischungsbestandteile wird i> dabei jedoch nur sehr allgemein behandelt, indem nämlich vorzugsweise 70 bis 97,5 Gew.-% der Mischung aus Perlit (einschließlich gegebenenfalls der Kunstschaumteilchen) bestehen.
Erfindungsgemäß wird nun hingegen ein Baustoff 4n vorgeschlagen, der aus
A) 5 bis 60, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% eines ersten porösen anorganischen Materials mit einem Schüttgewicht unter 0,25, vorzugsweise unter 0,15 g/cm1, und einer Korngröße unter 10 mm, vorzugsweise unter 8 mm, und
B) a) 15 bis 80, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-% eines
zweiten porösen anorganischen Materials mit einem Schüttgewicht über P 25, vorzugsweise über 0.50 g/cm'und/oder
b) 0,5 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% eines Kunsts'ofTschaumes mit einem Raumgewicht von etwa 8 bis etwa 100, vorzugsweise 10 bis 40 g/l, sowie gegebenenfalls
C) bis zu 40Gcw.-% Gummigranulat, vorzugsweise im Gemisch mit Textilfaden
und dem organischen Bindemittel besteht.
Als erstes poröses anorganisches Material mit einem Schüttgewicht unter 0,25 g/cm' haben sich Zuschlagsstoffe wie Perlit, Vermiculit, oder auch Schaumglasabfalle als zweckmäßig erwiesen. Wie ersichtlich, hat es sich herausgestellt, daß mit geringeren Mengen dieses leichten anorganischen geblähten Materials als bisher üblich das Auslangen gefunden werden kann. Da sich Baüstoffrriischuhgen aus Perlit allein fruit einem organischen Bindemittel, und also sehr hohen Perlitanteilen aus verschiedenen Gründen als nicht sehr zweckmäßig erwiesen haben, wird - wie
ersichtlich - erfindungsgemäß die Kombination mit einem zweiten geschäumten Zuschlagsstoff vorgeschlagen.
Als solcher ZuschlagsstofTkommt entweder ein zweites poröses anorganisches Material mit einem Schüttgewicht über 0,25, vorzugsweise über 0,50 g/cm3 in Frage, wie z. B. Hüttenbims, Blähton, Schaumzementabfälle od. dgl., insbesondere dann, wenn man größere Stabilität und Feuerfestigkeit des Baustoffes anstrebt. Andererseits kann als zweiter Zuschlagsstoff auch granulierter Kunststoffschaum Verwendung finden, insbesondere dann, wenn die Forderungen nach leichteren und daher besser isolierenden Elementen an der Spitze steht. Hier hat sich jedoch wiederum das Mengenverhältnis der Zuschlagsstoffe als besonders bedeutsam herausgestellt.
Das erste leichte poröse anorganische Material als wesentlicher Bestandteil für gut isolierende und trotzdem verhältnismäßig stabile und auch hitzebeständige Elemente sollte nicht in einer Menge unter etwa 5, besser nicht unter 10Gew.-% zum Einsatz gelangen, da sonst diese gewünschten Wirkungen kaum im nennenswerten Maße eintreten können. Andererseits hat es sich erwiesen, daß leichte anorganische Zuschlagsstoffe in Mengen über etwa 60, ja in den meisten Fällen schon über 30 Gew.-% dazu führen, daß entweder die Bindung nicht ausreicht, oder die besseren Eigenschaften, die durch den Zusa'z von Kunstschaumstoff-Teilchen und/oder etwas schwererem anorganischem porösem Material erzielt werden sollen, nicht realisierbar sind. Sinngemäß ähnliche Bedingungen gelten für die angegebener^ Mengenverhältnisse des zweiten schwereren und damit festeren porösen anorganischen Materials. Als besonders günstig hat sich ein Blähton mit einer Korngröße zwischen 3 und 20 mm, vorzugsweise zwischen etwa 7-15 mm erwiesen.
Schließlich hat sich aber ganz besonders die Menge der Schaumkunststoffteilchen bedeutungsvoll erwiesen, wobei die technische und wirtschaftliche Wirksamkeit des Zusatzes von Schaumkunststoffteilchen bei kleineren Zusatzmengen als 0,5, ja meistens auch schon bei Mengen unter I Gew-% der Gesamtmischung nicht mehr gewährleistet ist. Andererseits erfolgt mit Zusatzmengen über 10, meistens schon mit solchen über 5 Gew.-% eine derart rasche Abnahme des von solchen Baustoffen im allgemeinen geforderten Eigenschaftsniveaus, daß sich außerhalb dieser Grenzen liegende Baustoffzusammensetzungen als außerordentlich unzweckmäßig erwiesen haben.
Als Schaumkunststoff kommt beispielsweise Polyurethan, vorzugsweise ein Polyurethanhartschaum zur Verwendung. Polyurethanschäume sind chemisch und auch thermisch sehr widerstandsfähig, so daß ein BaustofT. der Polyurethanschaum enthält, höheren Beanspruchungen unterworfen werden kann, ohne daß dadurch eine Zerstörung des Baustoffes eintritt. Geschäumte Polystyrolteilchen wird man dann verwenden, wenn der Baustoff keiner großen thermischen Beanspruchung unterworfen wird.
Der BaustofT kann wie erwähnt als weiteren Zusatzstoff bis zu 40 Gew.*% Gummigranulat, Vorzugsweise im Gemisch mit Textilfaden, z, B, in Form zerkleinerter Altreifen enthalten, Durch Zuschlagsstoffe dieser Art wird insbesondere die Schalldämmung erhöht, wobei beim Vorliegen von Textilfaden eine zusätzliche mechanische Verstärkung erreicht wird. Als organische Bindemittel kommeri beispielsweise Latex, Polyester, Phenolharze, Melaminharze, Polyimide, Polyurethane oder dgl. in Frage.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Baustoffes besteht darin, daß das Gemisch 8-50Gew.-%, vorzugsweise 12-40 Gew.-% eines organischen Bindemittels enthält Ein Baustoff dieser Zusammensetzung hat den Vorteil höherer mechanischer Festigkeit, wobei gleichzeitig hervorragende Eigenschaften bei der Schallisolation erreicht werden IQ können. Die thermische Isolation ist jedoch auch bei einem so hohen Anteil des Bindemittels als gut anzusprechen.
Ist der Perlit vom Bindemittel allseitig umgeben, so wird eine besonders günstige Kleinstruktur im Bauelement erhalten, so daß hohe Festigkeiten erhalten werden können.
Liegt das organische Bindemittel in ungeschäumter Form vor, so sind die einzelnen Bestandteile des Baustoffes besonders stark aneinander gebunden und gleichzeitig kann der Baustoff einfach hergestellt werden, da keine aufwendigen Vorrichtungen erforderlich sind.
Ist das organische Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz, wird eine besonders gute Benetzung der einzelnen Bestandteile ermöglicht, wodurch der Baustoff besonders einfach hergestellt werden kann und gleichzeitig hohe Festigkeiten aufweist.
Um die mechanischen Festigkeiten des Baustoffes zu erhöhen, können im Gemisch Verstärkungseinlagen vorgesehen sein, wobei sich als Verstärkungseinlagen Fasern, vorzugsweise anorganischer Natur, z. B. aus Glas, Asbest od. dgl. aber auch Vliese, Gewebe und Gitter als besonders geeignet erwiesen haben.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand von η Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1: Perlit, Polystyrol und Blähton wurden gemäß der unten angeführten Rezeptur trocken zusammengemischt, wonach eine innige Vermengung mit dem Harz und dem Härter durchgeführt wurde. Dieses Gemisch wurde sodann in eine geeignete Form eingebracht, ca. 2'/2 Stunden bei ungefähr 120 C geheizt. Sodann wurde der Baustoff ausgeformt. Die Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen Feuer und Wärme wurde gemäß DIN 4102 u. 4108 ausgeführt.
Perlit 5.61 üew.-%
Korngröße bis 6 mm 13,38
in Polystyrol 1,31
Korngröße 2-6 mm 0,99
Blähton 5.6 1
Korngröße 7 -12 mm 58,66
55 Harnstoff-Formaldehydharz 0.75
Wasser I 16,60
Ammoniumchlorid 15 g 8,54
Wasser 60 g 0,40
60 Heizzeit 1,57
Räümgewicht, g/cm3 2,5 Std.
Feuerbeständigkeit O2JlOO
Druckfestigkeit, kp/cm2 1500C
65 8,1
Die folgenden Baustoffe wurden analog Beispiel 1 gefertigt,
5 2,5 Gew.-% X' Gew.-% 0,338 0C Gew.-% 23 3 08 8 Gew.-% 13 2.5 Gew.-% 340 - Gew.-% 0,536 9 14 2 1,6 Gew.-% 5 6 Gew.-% - Gew.-% 0,486 6 Gew.-% 0,552 11 X 0,479 16 2.5 X
11,72 34,3 ISO Beispiele 33,5 29,4 16,65 11,06 1500C 24,4 10,55 0,478 1 28.0 150X 9,19 150 150
Beispiele 12 5,61 11,01 5,21 1 11,01 5,01 4,41 150 C 4,41 10,01 5,51
Beispiele 0,76 7 3,8 4,29 2,7 2,44 4 1,53 2,43 2,52 10,6 1,5 2,21 Gew.-%
2 9,11 1,31 Gew.-% 3,01 2,61 3,01 2,61 3,81 Gew.-% 3,81 4,51 Gew.-% 1,31 11,34
Perlit 51,78 10,01 10,40 5,01 49,22 45,68 9,54 40,38 25,2
Korngröße bis 6 mm 5,61 38,1 3,01 - 5,61 41,4 55,8 44,4 4,31 43,1 4,31 1,06
Polystyrol 21,80 3,01 0,60 1,81 5,21 2,51 23,30 2,41 5,01 1 25,40 1,83 29,70 1,81 4,45 5,51
Korngröße 2-6 mm 1,31 19,6 38,11 1,51 21,42 17,8 23,3 1,13 22,1 1,51
Blähton 11,34 0,9 - 46,20 0,98 0,781 5,01 12,04 1,171 1,17 12,82 1,02 15,40 '(,17 1 50,40
Korngröße 7-12 mm 5,61 0,53 1,201 3,5 19,6 36 g 4,1 9,16 0,50 48 g 4,3 0,61 150 g 4,28 40,00 0,70 36 g 42,9
Harnstoff- 2,12 0,92 30 g 26,20 150 g 0,436 0,43 1,121 2,22 192 g ,540 23 g 2,42 30 g 2,78 150 g 22,80
Formaldehydharz 1,121 Std. 3,58 120 g 16g 1,72 0 24 g 91g 30,20 120 g 22,2 24 g
Wasser 0,545 24 g - 13,56 64 g Std. 94 g - 1,02 94 g 11,70
Ammonchlorid 150 95 g 22 g 0,61 23 g 15 15,70 4,22 0,55
Wasser 23 g 21 88 g 2,46 91g Gew-% 0,62 2,15
Heizzeit 91g — 2,5 Std. 10,82 5,01 g 2,48 Std.
Raumgewicht, g/cm3 0,630 2.5 Std.
Feuerbeständigkeit 2,19 10 2,61
Druckfestigkeit, kp/cm2 27,5
11,0
48,20 5,01
1.51
Perlit 23,70 1,81
Korngröße 0-6 mm
Polyurethan 12,24 1,81
hartschaumgranulat 0,58 31g
Korngröße 5-15 mm 2,27 124
Harnstoff- 5 Std. 36 g
Formaldehydharz
Wasser
Ammonchlorid
Wasser
Raumgewicht, g/cm3
Feuerbeständigkeit
Perlit
Korngröße bis 6 mm
Polyurethan
hartschaumgranulat
Korngröße 5-15 mm
Blähton
j Korngröße 7-12 mm
ί Harnstoff-
J Formaldehydharz
; Wasser
Härter
Wasser
Heizzeit
7 Gew.-% 0,355 Gew.-0/. 23 08: 13 Gew.-% 8,01 18 üew.-% 340 Gew.-% 19 Gew.-% 8 15 Gew,-% 20 Gew.-% 16 Gew.-% 21 Gew.-%
- - 1500C 5,01 11,22 3944 g 5,01 9,36 7,661 6,41 15,27 7,451 6,41 13,49 7,741 6,41 12,1
Fortsetzung Beispiele - 0,495 3851g 4775 g 4410 g
12 Beispiele 4,01 3,50 1500C 4,01 2,88 0,499 0,640 - — 0,570 -
17 8,1 14 150°C 150°C
21,9 27,5 10,6
GR 4,51 44,90 4,51 37,10 5,51 58,40 5,51 51,34 5,51 46,0
Gewicht
Raumgewicht, g/cm3 1,171 24,6 1,81 31,40 0,721 16,10 1,08 i 21,40 1,441 25,5
Feuerbeständigkeit
Druckfestigkeit, kp/cm2 12,82 16,20 8,34 11,05 13,0
24 g 0,59 31g 6,64 15 g 0,40 22 g 0,52 29 g 0,67
94 g 2,36 124 g 2,52 58 g 1,53 87 g 2,31 116 g 2,43
2,5 Std. 2,5 Std. 2,5 Std. 2,5 Std. 2,5 Std.
Perlit 6,851 7,251 7,45 1 7,151 7,451
Korngröße bis 6 mm 3919 g 4631g 3608 g 3884 g 4219 g
Polyurethan 0,577 0,639 0,485 0,542 0,566
hartschaumgranulat 1500C 150°C 1500C 150°C 150°C
Korngröße 5-15 mm 10 Harzausfluß 8,7 11,9 19,9
Blähton
Korngröße 7-12 mm
Harnstoff-
Formaldehydharz
Wasser
Härter
Wasser
Heizzeit
GR
Gewicht
Raumgewicht, g/cm3
Feuerbeständigkeit.
Druckfestigkeit, kp/cm2
Perlit Korngröße bis 6 mm Blähton Korngröße 7—15 mm Harnstoff-Formaldehydharz Wasser Härter Wasser Heizzeit GR
Raumgewicht, g/cm3 Feuerbeständigkeit
Beispiele Gew.-% 23 Gew.-% 24 Gew.-0,
22 18,6 23,2 20,3
41,8 9,01 34,2 9,01 30,0
8,01 24,0 3,01 26,1 3,01 30,5
4,01 12,32 1,081 13,4 1,441 15,5
1,081 0,57 0,63 0,75
2,81 22 g 2,47 29 g 2,92
22 g 2,5 Std. 87 g 2,5 Std. 116g 2,5 Std.
87 g 3331g 3541g 3715 g
0,443 0,503 0,489
über 150°C über 1500C über 150°C
ίο
Beispiele Gew.-% 26 Gew.-% 27 Gew.-%
25
Perlit 12,01 1086 g 48,32 12,01 1086 g 34,28 12,0 1 1086 g 26,2
Korngröße bis 6 mm
Polystyrol 1,41 35 g 1,66 1,41 35 g 1,14 1,41 35 g 1,97
Korngröße 2-6 mm
Harnstoff- 0,821 695 g 30,80 1,481 1256 g 39,60 2,161 1930 g 44,2
Formaldehydharz
Wasser 355 g 15,84 646g 20,20 940 g 22,7
Härter 17g 17 g 0,80 30 g 30 g 0,95 43 g 43 g 1,06
Wasser 66 g 66 g 2,55 118g 118g 3,73 172 g 172 g 4,34
Heizzeit T C C*^
£.)J LHU 		1 CO*,!
£.^J LJtU. 		O C Dt-J
£.-^J JIU·
Raumgewicht, g/cm3 0,222 0,390 0,434
Druckfestigkeit, kp/cm2 12,5 18,8
Feuerbeständigkeit 1200C 150°C
Beispiele Gew.-% 29 Gew.-% 30 Gew.-%
28
Perlit 10,81 31,58 9,51 28,51 9,51 21,68
Korngröße bis 6 mm
Polystyrol 2,71 2,19 4,11 3,42 4,11 2,63
Korngröße 2-6 mm
Harnstoff- 1,481 40,60 1,481 41,60 2,161 46,40
Formaldehydharz
Wasser 20,90 21,31 23,90
Härter 30 g 0,96 30 g 1,41 43 g 1,69
Wasser 118 g 3,81 120 g 3,90 172 g 4,34
Hftizzeit 2,5 Std. 2,5 Std. 2,5 Std.
GR 6,821 6,981 7,651
Raumi;ewicht, g/cm3 0,417 0,382 0,412
Druckfestigkeit, kp/cm2 18 16 17
Feuerbeständigkeit 150°-C 1500C 150°C
Die erfindungsgemäßen Baustoffe weisen eine besonders hohe Frostbeständigkeit auf. Alle angeführten Baustoffe wurden folgender Prüfung unterzogen: Der Baustoff wurde in Wasser getaucht, und nachdem eine vollständige Durchnässung eingetreten ist, aus dem Wässer entfernt und 3 Tage bei -20°C gelagert. Sodann wurde der Baustoff schnell auf 600C erwärmt und getrocknet. Die mechanischen Eigenschaften entsprachen denen der Bauelemente, die keinem Frosttest
unterworfen wurden.
Trotz der hohen Frostbeständigkeit kann es jedoch erwünscht sein, gleichzeitig oder nach der Fertigung
des Baustoffes diesen mit einer Außenschicht, z. B.
aus Ilart-PVC oder einem Verputz, beispielsweise mit
vinylalkohol, Phenolharz, Polyester od. dgl. zu versehen.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Baustoff aus porösem anorganischem Material und gegebenenfalls Kunststoffschaum, beides in stückiger Form, welche mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Harnstoff-Formaldehydharz, zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus
A) 5 bis 60, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% eines ersten porösen anorganischen Materials, wie Perlit, Vermiculit, Schaumglasabfälle, mit einem Schüttgewicht unter 0,25, vorzugsweise unter 0,15 g/cm3, und einer Korngröße unter 10 mm, vorzugsweise unter 8 mm, und
B) a) 15 bis 80, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%
eines zweiten porösen anorganischen Materials, wie Hüttenbims, Blähton, Schaumzementabfalle, mit einem Schüttgewicht über 0,25, vorzugsweise über 0,50 g/cm3 ?n und/oder
b) 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% eines Kunststoffschaumes mit einem Raumgewicht von etwa 8 bis etwa 100, vorzugsweise 10 bis 40 g/l, sowie gegebenenfalls r>
C) bis zu 40 Gew.-% Gummigranulat, vorzugsweise im Gemisch mit Textilfaden und dem organischen Bindemittel besteht.
2. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff Polyurethanschaum, vorzugsweise Polyurethanhartschaum ist,
3. Baustoff nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß als zweites anorganisches Material Blähton mit einer Korngröße über 2 min, vorzugsweise zwischen 7 und 15 mm vorgesehen ist
4. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 8-50 Gew.-%, vorzugsweise 12-40 Gew.-% eines organischen Bindemittels enthält
5. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß der Perlit Jiseitig von Bindemittel umgeben ist.
6. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet daß das organische Bindemittel in ungeschäumter Form vorliegt
7. Baustoff nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemisch Verstärkungseinlagen eingebettet sind.
DE19732308340 1972-03-06 1973-02-20 Baustoff aus porösen anorganischen Material und organischem Bindemittel Expired DE2308340C3 (de)

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