DE2335061A1 - Feuchtigkeitsdichter mauerstein und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

DREvSSER INDUSTRIES CANADA, LTD.
DA-5180

Feuchtigkeitsdichter Mauerstein und Verfahren zu seiner' Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen feuchtigkeitsdichten Baustein und betrifft insbesondere einen feuchtigkeitsdichten Ziegelstein für belastete oder unbelastete Strukturen, der sich insbesondere zur Verwendung in Konstruktionen mit durchgehenden Mauersteinen eignet.

Bei gemauerten Wandsystemen läßt sich ein.vollständig feuchtigkeits- und leckdichtes System mit Sicherheit nur unter Verwendung einer Hohlraumwand-Bauweise erreichen, bei der zwei einzelne Ziegelwandzeilen über Verbindungsstücke aus korrosionsfestem Metall miteinander verbunden und durch einen Hohlraum von 5 bis 7,5 cm Breite voneinander getrennt sind. Feuchtigkeit, die die äußere Wandzeile durchsetzt, kann nur an der vertikalen Innenwand der äußeren Wandzeile ablaufen und durch unmittelbar oberhalb der feuchtigkeitsdichten Schicht angeordnete Abzugslöcher austreten. Da zwischen den beiden V/andzeilen eine Unterbrechung besteht, kann die Feuchtigkeit die innere Wandzeile nicht erreichen; das Wandsystem ist somit leckdicht, vorausgesetzt, daß die metallischen Verbindungsstücke richtig installiert und frei von anhaftendem Mörtel sind. Die Hohlraum-Wandbauweise ist jedoch teuer, während die Entwicklung von durchgehenden Bauelementen, wie sie unter der Warenbezeichnung

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"Giant" im Handel sind, die Kosten vermindert hat. Um das Problem des Eindringens von Feuchtigkeit so weit wie möglich zu vermeiden, ist es nach den kanadischen und amerikanischen Bauvorschriften erforderlich, durchgehende Wandeinheiten (d.h. Einheiten für eine einzelne Wandzeile mit zwei freiliegenden Wandflächen) mit Mörtel-Wandbeschichtung so aufzuführen, daß zwischen den beiden Teilen der Mörtel-Wandbeschichtung ein Luftzwischenraum besteht. Dadurch wird in wirksamer Weise verhindert, daß Feuchtigkeit die Wand durch die an der Grenzschicht zwischen Stein und Mörtel gebildeten Kapillaren durchsetzt. Dagegen bleibt das Problem bestehen, daß Feuchtigkeit durch die Poren und Kapillaren der Mauersteine selbst dringt; um dies zu verhindern, werden gewöhnlich die äußeren Wandflächen nach Fertigstellung des Baus mit einem Abdicht- oder feuchtigkeitsabweisend machenden Mittel behandelt. Die meisten Abdichtmittel verschlechtern sich jedoch unter dem Einfluß von ultraviolettem Licht und den allgemeinen Witterungsbedingungen, so daß eine periodische Erneuerung in Zeitabständen, die von den besonderen örtlichen Verhältnissen abhängen, erforderlich ist. Es sind auch Versuche unternommen worden, Mauersteine zu verwenden, die vollständig mit wasserdicht machenden Mitteln imprägniert waren; derartige Mauersteine haben sich jedoch als unbefriedigend und unkontrollierbar beim Bauen erwiesen, da ein vollständig wasserdichter Mauerstein dazu neigt, auf dem feuchten Mörtelbett, auf dem er aufliegt, hin und her zu schwimmen. Normalerweise dringt eine gewisse Wassermenge in dem Mörtel zunächst in die Poren des Mauersteins und macht den Mörtel steif genug, um den Mauerstein zu tragen und in seiner Lage zu halten, wobei diese Wassermenge später aus dem Mauerstein trocknet. Wird kein Wasser zunächst absorbiert, so ergibt sich eine schlechte Verbindung zwischen dem Mörtel und dem Mauerstein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen im wesentlichen feuchtigkeitsdichten Mauerstein zu schaffen, der sich zur Verwendung in durchgehenden Konstruktionen eignet.

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Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen im wesentlichen feuchttigkeitsdichten Mauersteins zu schaffen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Mauerbaustein im wesentlichen gleichmäßiger Zusammensetzung geschaffen, der eine mit einem feuchtigkeitsdicht machenden Mittel imprägnierte, verhältnismäßig schmale durchgehende Zone aufweist, Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Mauerstein mit hohlem Aufbau, der mindestens zwei durch Seitenwände, Stirn- und Zwischenstege begrenzte Hohlräume hat, wobei jeder Steg eine mit einem wasserdicht machenden Mittel imprägnierte Zone aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, bei dem ein Mauerstein mit hohlem Aufbau, der mehrere Stirn- und Zwischenstege aufweist, durch eine Plüssigkeits-Imprägniereinrichtung derart geführt wird, daß eine Zone in den Stirn- und Zwischenstegen mit einem wasserdicht, machenden Mittel im wesentlichen gesättigt wird.

Wie ersichtlich, ist dadurch, daß eine Zone in den Stirn- und Zwischenstegen bzw. eine Zone zwischen den freiliegenden Seitenflächen des Mauersteins imprägniert wird, das zur Imprägnierung verwendete wasserdicht machende Mittel gegen Ultraviolett- und Witterungseinflüsse geschützt, so daß die wasserdichte Zone ein dauerhaftes Merkmal der Wand wird und keine periodische Wartung oder Nachbehandlung erfordert.

Zur Erzeugung dieser wasserdichten Zone wird der vorgefertigte Mauerstein unter einer mit Düsenstrahlen arbeitenden Imprägnierstation vorbeigeführt, in der ein wasserdicht machendes Mittel auf eine schmale Zone 'in der Mitte der Stirn- und Zwischenstege des Mauersteins gesprüht wird, um eine vollständig die Stege durchsetzende wasserdichte Trennzone zu erzeugen. Das wasserdicht machende Mittel wird dabei vollständig in den Poren des Mauersteins absorbiert, wobei es darin aushärtet und trocknet,

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Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen ox'-läutart; in der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Skizze eines Teils eines aus einer Wandzeile bestehenden Aufbaus aus durchgehenden Mauersteinen;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Einrichtung zur Herstellung von .feuchtigkeitsdichten Mauersteinen;

Fig. 3 eine perspektivische Skizze einer Düsenstrahl-Einrichtung zur Herstellung der feuchtigkeitsdichten Mauersteine;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 3 längs der Linie 4-*+;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 3 längs der Linie 5-5; und

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Einrichtung zur Erzeugung einer wasserdichten Trennzone in einem Mauerstein.

Die erfindungsgemäß zu behandelnden Mauer- oder Ziegelsteine können jede beliebige Form oder Art haben; beispielsweise kann es sich um normale Betonerzeugnisse, durchgehende Mauersteine des Typs "Giant", die gewöhnlich nach dem Trockenpreßverfahren hergestellt werden, normale Bausteine, Ziegelsteine oder Ziegel, wie sie gewöhnlich nach dem mit steifen Schlamm arbeitenden Verfahren hergestellt werden, handeln. Als geeignete Materialien für die Mauer- oder Ziegelsteine kommen Beton,

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sche, Schiefer, Ton, Ton-Zuschläge (clay aggregate), gebrannte und natürliche Zuschlagstoffe sowie Sand, gebrannter Ton, Schamotte und leichte Zuschlagstoffe in Frage. Vorzugsweise wird jedoch das erfindungsgemäße Verfahren auf Beton-Hohlbausteine des Typs "Giant" angewendet.

Der in Fig. 1 gezeigte typische Mauerstein umfaßt einen einheitlich geformten Block mit zwei parallelen Seitenwänden 2, zwei dazu senkrechten Stirnstegen 3 und einem Quersteg 3', die zwei Hohlräume 4 bilden. Bei einer durchgehenden Bauweise (bei 1 Stein dicken Mauern) wird gemäß der üblichen Baupraxis Mörtel 5 nur in der Nähe der Seitenwände 2 aufgetragen, so daß ein Luftspalt 6 gebildet wird und durch die Wand hindurch verlaufende zusammenhängende Mörtelverbindungen vermieden werden. Die Stirn- und Querstege 3, 3^f weisen jeweils eine im wesentlichen mittige dauerhafte wasserabstoßende Zone 7 auf, die den jeweiligen Steg vollständig durchsetzt bzw. durchdringt.

Die wasserabstoßende Zone oder wasserdichte Trennzone 7 wird, nachdem der Mauerstein selbst geformt worden ist, gebildet sowie gegebenenfalls gehärtet oder gebrannt, indem die gewünschte Zone mit einem flüssigen wasserdicht machenden Mittel gesättigt wird. Zu diesem Zweck sind viele Materialien geeignet, beispielsweise Teer, Asphalte, Öle, Wachse, Petroleumerzeugnisse, Silikone, organische Harze, Natriumsilikate, Farben, Kunststoffe sowie sonstige mineralische Lösungsmittel oder auf Wasser aufgebaute Mittel. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine wässrige Lösung von Natriummethylsilikonat ein bevorzugtes Material darstellt.

Die Stärke der Imprägnierlösung hängt von den physikalischen Eigenschaften der zu behandelnden Einheiten, d.h. der Absorption, Wasserdurchlässigkeit, Torengröße usw., ab und kann zwischen Werten für Wasser:Natriummethylsilikonat zwischen etwa 1:1 und etwa 1200:1 bezogen auf das Gewicht schwanken. Die Silikonatlösung bildet nach dem Aushärten einen nicht-

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benetzenden, dauerhaften und wasserdichten Film innerhalb do*· Pnren der behandelten Zone, wobei die Aushärtung beendet ist, sobald die Mauersteine trocken sind. Aussehen und Farbe der Mauersteine ändern sich durch die Behandlung nicht. Dieses letztere Merkmal bildet eine wichtige Eigenschaft, da einige der Stirnstege und Seitenwände mit wasserdichten Trennzonen unter Umständen an den Ecken von Bauwerken freiliegen.

Die Stirn- und Mittelstege 3 und 3' können auf jede beliebige zweckmäßige Art und Weise, etwa mittels Druckinjektion, Aufsprühung, Düsenstrahlbehandlung oder Schwerkraft-Berieselung, imprägniert werden, wie dies im einzelnen anhand der Figuren 2 bis 6 nachstehend beschrieben wird.

Gemäß dem in den Figuren 2 bis 5 dargestellten bevorzugten Verfahren werden Mauersteine 1 auf einen Förderer 8 in Abständen voneinander gelegt und einer Einrichtung 9 mit konstantem Druck sowie einer Vielzahl von aus dieser gespeisten DUsenstrahlstationen 10, 11 und 12 zugeführt. In Fig. 2 sind drei solche Düsenstrahlstationen gezeigt; die Anzahl dieser Stationen kann natürlich in Abhängigkeit von dem zu behandelnden speziellen Mauer- oder Ziegelsteintyp verändert werden. Jede DUsenstrahlstation umfaßt ein Paar von gegeneinander gerichteten Düsen 13 und 14, die zur Behandlung von Mauersteinen mit den Abmessungen 10 cm χ 20 cm χ 40 cm etwa 30 cm über der Höhe des Förderers angeordnet sind, bezüglich einer zur Bewegungsrichtung der Mauersteine parallelen Vertikalebene gemäß Fig. 5 einen Abstand von etwa 3mm voneinander aufweisen und gemäß Fig. 4 gegenüber der Normalen in der zur Bewegungsrichtung der Mauersteine auf dem Förderer parallelen Ebene um einen Winkel von etwa 20° bis etwa 60°, vorzugsweise 37°, geneigt sind. Der Zwischenv/inkel 16 zwischen den beiden Düsen 13 und 14, der zwischen 40 und 120 liegt und vorzugsweise 74° beträgt, ist so gewählt, daß die an den Düsen 13, 14 austretenden Düsenstrahlen beim Weiterbewegen der Mauersteine längs des Förderers in Richtung des Pfeils in Fig. 4 auf die

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Oberseiten und vertikalen Flächen der Mauersteine von oben bis unten treffen, so daß eine vollständige Sättigung der Zonen innerhalb der Stirn- und Querstege gewährleistet wird. Der Winkel der Düsen kann zur Anpassung an Mauersteine mit unterschiedlichen Größen und unterschiedlich großen Hohlräumen verändert werden. Es hat sich herausgestellt, daß ein horizontaler Abstand zwischen den Düsenstrahlen von 3 mm eine befriedigende Breite der imprägnierten Zone ergibt; für spezielle Bedürfnisse kann dieser Abstand jedoch verändert werden. Die Lösung kann den Düsen 13, 14 aus den Einrichtungen derart zugeführt werden, daß an den Düsen ein Druck von etwa 0,07

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bis 0,35 kp/cm , vorzugsweise 0,1 kp/cm , herrscht, wobei die Düsen vorzugsweise einen Öffnungsdurchmesser von etwa 1,6 mm haben. Zu große Drucke führen leicht zu einem Spritzen und zu einem zu starken Besprühen, wodurch Lösung verschwen-. det und die Steuerung der Breite der wasserdichten Trennzone verloren werden. Die einzelnen Düsenstrahlstationen sind in Abständen von etwa 90 cm voneinander angeordnet, und die Geschwindigkeit des Förderers ist auf etwa 45 cm/sec. eingestellt, so daß zwischen den einzelnen Lösungs-Behandlungen ein Zeitintervall von etwa 2 Sekunden liegt, damit die aufgesprühte Lösung in den Poren des Mauersteins absorbiert werden kann. Die nach der Behandlung ablaufende und zu viel versprühte Flüssigkeit wird in einem Auffangbecken 19 gesammelt und über eine Pumpe 17 und einen Vorratsbehälter 18 an die Einrichtung mit konstantem Druck zurückgepumpt. Bei Bedarf können die Mauersteine nach der Anwendung der wasserdicht machenden Lösung einer Trocken- und Aushärtbehandlung unterworfen werden; da jedoch die tatsächliche Menge der v/irklich absorbierten Lösung verhältnismäßig klein ist und die Mauersteine anfänglich trocken sind, ist ein eigener Trockenzyklus unter Umständen nicht erforderlich, insbesondere dann nicht , wenn eine gute Luftzirkulation aufrechterhalten wird, so daß die behandelten Mauersteine unmittelbar gestapelt und verfrachtet werden können.

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Spezielle Forraeinheiten, etwa Schwellen, Pfosten, Eck- und Winkelsteine, bei denen eine wasserdichte Trennzone nicht oder nicht nur an Stirn- und Zwischenstegen sondern (auch) an anderen Stellen erforderlich ist,können dadurch behandelt werden, daß sie nochmals durch das System geführt und unter den Düsenstrahlstationen in einer Stellung geleitet werden, in der an den jeweils gewünsehten Stellen besondere oder zusätzliche feuchtigkeitsdichte Zonen erzeugt werden.

Beispiel

Probestücke von für durchgehende Bauweise (1 Stein dicke Wände) für belastete Strukturen dienenden Mauersteinen ähnlich den in Fig. 1 gezeigten Einheiten mit Abmessungen von 40 cm χ 20 cm χ 10 cm wurden vom Lager genommen und der wasserfest machenden Behandlung unterworfen. Die Probestücke wurden dabei durch drei Düsenstrahlstationen, wie oben beschrieben, mit einer Förderergeschwindigkeit von 45 cm/sec und einem Intervall von 2 Sekunden zwischen den Stationen geführt. Das Lösungsverhältnis betrug 20:1 Wasser zu Methylsilikonat, und die Lösung wurde unter dem Druck einer Wassersäule von 90 cm an den Düsen versprüht, was einen Düsendruck von etwa 0,1 kp/cm ergab. Die Düsen waren an den einzelnen Stationen in einem Abstand von 3 mm voneinander angeordnet, was eine wasserdichte Trennzone an den Stirn- und Zwischenstegen von 3,8 cm Breite ergab. Nach Durchlaufen der drei Stationen wurden die Bausteine getrocknet und auf ihre Wasserdurchlässigkeit dadurch geprüft, daß einen blauen Farbstoff enthaltendes Wasser über eine Seitenfläche geleitet wurde. Dabei fand keinerlei Durchdringung der wasserdichten Trennzone und keinerlei Eindringung in die wasserdichte Trennzone statt. Der Test wurde mit Lösungsverhältnissen von 60:1 und 80:1 bei gleichen Ergebnisssen wiederholt.

Die physikalischen Eigenschaften der untersuchten Mauersteine wurden geprüft und in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt«

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TABELLE

Physikalische Eigenschaften der Mauersteine Rohmaterialien

Abmessungen

Roher Ton	Ton	7 cm
Gebrannter	Schamotte-Material	4 cm
	Länge 39,	2 cm
Breite 19,
Dicke 9,

Anzahl der Hohlräume 2

Relativer Hohlraum (Anteil der Hohlräume am Gesamtvolumen) 52,7 %

Wasserabsorption

5 Stunden sieden 24 Stunden eintauchen

Scheinbare Porosität Schüttgewicht Anfängliche Absorptions^©· -

ötihwiiidigküi'L veKn-»o'«ei-v 3

11,	2 %
8,	8 %
23	%
4?/|	"P C f

Vorstehend ist ein bevorzugtes Verfahren zur Imprägnierung einer gewünschten Zone in einem Baustein mit einem wasserdicht machenden Mittel beschrieben worden; in gleicher Weise können auch andere Verfahren angewandt werden. Ein solches weiteres Verfahren ist in Fig. 6 veranschaulicht, gemäß dem die Mauersteine wie bei dem bevorzugten Verfahren in einem Förderer unter einem Schwerkraft-Rieselstrom 15 vorbeibewegt werden, der die Strahldüsen 13 und 14, ersetzt.

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Claims (13)

Patentansprüche

1. j Wasserdichter, einstückig geformter Mauerstein mit mindestens einer Seitenwand, gekennzeichnet durch eine v/asserdichte Trennzone, die aus einem in dem Mauerstein (1) absorbierten Material besteht und in einer im wesentlichen parallel zu der Seitenwand (2) verlaufenden jedoch von dieser getrennten Ebene den Mauerstein (1) im wesentlichen vollständig durchsetzt.

2. Mauerstein nach Anspruch 1 mit einem Paar von parallelen Seitenwänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennzone in einer Ebene angeordnet ist, die im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Seitenwänden (2) verläuft.

3. Mauerstein nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei quer zu den Seitenwänden (2) verlaufende Stirnstege (3) und mindestens einen zwischen den Stirnstegen (3) und parallel dazu verlaufenden Quersteg (3^!)> wobei die drei Stege (3, 3') in dem Mauerstein (1) mindestens zwei Hohlräume (4) begrenzen.

4. Mauerstein nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Beton, Flugasche, Ton, Schiefer, gebranntem Zuschlag, gebranntem Ton, Schamotte, natürlichen Zuschlagen, Sand, Ton- und/oder leichten Zuschlagstoffen besteht.

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5. Mauerstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Trennzone aus auf Wasser oder mineralischem Lösungsmittel basierenden Teern, Asphalten, Ölen, Wachsen, Petroleumprodukten, Silikonen, Organischen Harzen, Natriumsilikaten, Farben und/oder Kunststoffen besteht.

6. Verfahren zur Herstellung eines wasserdichten Mauersteins, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Wasser oder mineralischem Lösungsmittel basierendes wasserdicht machendes Mittel in eine schmale Trennzone, die den Mauerstein in einer zu einer Seitenfläche des vorgefertigten Mauersteins im wesentlichen parallelen jedoch von dieser entfernten Fläche im wesentlichen vollständig durchsetzt, imprägniert und, das Lösungsmittel anschließend entfernt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als wasserdicht machendes Mittel Teer, Asphalt, Öle, Wachse, Petroleumprodukte, Silikone, organische Harze, Natriumsilikate, Farbe und/oder Kunststoff verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man a!Ls wasserdicht machendes Mittel eine wässrige Lösung aus Natr iumme thyls ilikona t mit einer Konzentration im Verhältnis Wasser zu Natriummethylsilikonat von 1:1 bis 1200:1 verwendet.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriummethylsilikonat-Lösung auf den Mauerstein unter einem Druck zwischen 0,07 und 0,35 kp/cm aufgespritzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mauersteine unter einer Vielzahl von Düsenstrahlstationen mit einer derartigen Geschwindigkeit vorbeigeführt werden, daß zwischen den Stationen Intervalle von wenigstens etwa 2 Sekunden eingehalten werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von T¹Jacser zu Natriummethyls ilikonat auf einen Wert zwischen 20:1 und 80:1 eingestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Düsenstrahlstationen ein Paar von Düsen verwendet wird, die relativ zueinander und zu dem Mauerstein derart geneigt angeordnet sind, daß der Zwischenwinkel zwischen den Düsen zwischen 40° und 120° liegt, um eine vollständige Bestrahlung einer Wand in der Trennzone des Mauerblocks zu gewährleisten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die beiden Düsenstrahlen in seitlichem

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Abstand voneinander angeordnet werden, um die Breite der Trennzone zu steuern.

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