DE9007268U1

DE9007268U1 - Baustoff, insbesondere Beton, betonähnliche Stoffe, Mörtel und dgl.

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Publication number: DE9007268U1
Application number: DE9007268U
Authority: DE
Original assignee: Noe-Schaltechnik Georg Meyer-Keller and Co 7334 Suessen De GmbH
Current assignee: Noe-Schaltechnik Georg Meyer-Keller and Co 7334 Suessen De GmbH
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1991-02-28
Anticipated expiration: 2000-08-03

Description

Angelder:

NOE-Scr ltechnik

Georg hc/er-Keller Gs^n + Co.

Kuntzestr. 72

7334 Süssen

3003 137 H-S/mr 01.8.90 (90/36)

Titel; Baustoff, Insbesondere Beton, betonähnliche Stoffe, Mörtel und dgl.

Gegenstand der Erfindung ist ein Baustoff, insbesondere Beton, betonähnliche stoffe, Mörtel und dgl. nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie hiermit hergestellte bewehrte und unbewehrte Bauteile.

Baustoffe der genannten Gattung sind bekannt. Im Bauwesen werden den vergießbaren Baustoffen, wie Beton, Mörtel und dgl. die verschiedenartigsten Zuschlagstoffe wie

Amierungseisen, Kies, Asbestfasern und dgl. mehr zur Erhöhung der Festigkeit oder als reine Füllstoffe beigegeben. Speziell ist aus der EP 0 242 334 Al ein Verfahren zur Herstellung von Beton und betonähnlichen Stoffen bekannt, bei d«£& 3:1s Zuschlagstoff ein Thermoplast-Kunststoffgranulat mit bis zu 60% Tsiocksnsubstanzanteil d*sr Betonbestandtaile -isia Betongfcisisch beigemengt wird. Dieses granulat kann kann in Fora von Primäricunsii -'~vffgranulat oder auch Recycling-Granulat aus thermoplastis len Kunststoffgemischen zugemischt werden, eins &Bgr;&bgr;&egr; c "äerheit hierbei ist, daß di- Granulatpartikel während des Abbindprozeßes durch die natürliche Erwärmung des Betons oder Bindemittelleims sowohl mit den übrigen Zuschlagstoffen als auch mit dem Mörtel verkleben.

Nachteilig bei dem so beschriebenen Baustoff ist, daß nur speziell angepaßte Kunststoffgranulate mit sehr niedriger Schmelztemperatur zumischbar sind, um bei der geringen Abbindwärme eine ausreichende Anschmelzung des Kunststoffs sicher zu stellen; andernfalls muß zusätzlich Wärme zugeführt werden, was bei der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Beton-Kunststoff-Gemischs einen erheblichen Zeit- und Energieaufwand zu dessen Herstellung mit sich bringt. Die Eingrenzung der Auswahl der einsetzbaren thermoplastischen Kunststoffe auf solche mit niedriger Schmelztemerpatur bringt es mit sich, daß die Verwendung beliebiger Duroplaste oder Thermoplaste mit hoher Schmelztemperatur nur in geringen Mengen und als sonstiger Zuschlagstoff erfolgen kann, da sonst

eine ungenügende Verklebung oder keinerlei Anbindung an die restlichen Zuschlagstoffe mit Hilfe der schmelzbaren Thermoplasten stattfindet, wodurch der abgebundene Beton an Festigkeit einbüßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen betonähnlicüien Baustoff anzugeben, bei dem ohne wesentliche Mindernvig dar einsatzspezifischen Festigkeit die Zusammensetzung des als Zuschlagstoff verwendeten Kunststoffs beliebig wählbar ist und als vollwertiger Ersatz für mineralische Zugschlagstoffe dient, aber der Zuschlag in unterschiedlichen Mengenbeigaben in Abhängigkeit des späteren Verwendungszwecks erfolgt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Kunststoffgranulat aus zerkleinerten/gemahlenen thermoplastischen und/oder duroplastischen Althartkunststoff^n besteht, und daß dessen Raumanteil bezogen auf den Raumanteil des Sandes und/oder der anderen Zuschlagstoffe in Abhängigkeit des Baustoffeinsät&zgr;Zweckes bis zu 50 % beträgt und durch das Bindemittel innerhalb des Baustoffes gebunden ist. Es hat sich überraschenderweise und entgegen bestehender Bedenken gezeigt, daß durch Zuschlag eines Kunstoffgranulate bestehend aus beliebigen thermoplastischen und/oder duroplastisehen Kunststoffmischungen in bestimmten Volumeranteilen bezogen auf die restlichen Zuschlagstoffe die einsatzspezifische Festigkeit zwar gemindert, aber weitgehend erhalten bleibt. Die Abbindzeit wird durch die Beimischung des

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Kunststoffgranulats nur äußerst gering beeinflußt und hat keinerlei Einfluß auf den Transport und die Bearbeitbarkeit des Betons. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß beliebige Recycling-Hartkunststoffe verwendet werden können, wodurch die oftmals schwierige Entsorgung bestimmter Kunststoffsorten durch Beimischung in don Baustoff entfallen kann. Ein Zerkleinern der Hartaltkunststoffteile wie bspw. Fernsehgehäuse, KunststoffVerschalungen und dgl. mehr kann dabei in herkömmlichen Mahlmühlen geschehen, ohne eine vorherige Aussortierung nach Kunststoffsorten durchführen zu müssen, da die Zusammensetzung des Kunststoffgranulate auf die Endfestigkeit, insbesondere die Druckfestigkeit des Danstoffs nur in vernachlässigbarem Maße von der Kunststoffzusammensetzung abhängig ist.

Dss Kunststoffgranulat kann hierbei Korngrößen zwischen Feinsandkorngröße bis Sandkorngröße aufweisen und in etwa nur einer Korngröße oder in gemischten Korngrößen dem Baustoff beigemischt werden. Vorteilhaft ist es jedoch, daß die Granulatzusammensetzung hinsichtlich der Korngröße so gewählt sein kann, daß ein entsprechender Volumenanteil von Granulatkörnern ähnlicher Korngröße wie die der zu ersetzenden mineralen Zuschlagstoffe vorgesehen wird» Hierdurch, ist es möglich, die Gesamtdichte des Baustoffs aufgrund des gringeren spezifischen Gewichts des Kunststoffgranulats verglichen mit den anderen mineralen Zuschlagstoffen herabzusetzen ohne daß eine wesentliche Beeinträchtigung der einsatzspezifischen

Festigkeitseigenschaften des Baustoffs auftritt.

Zur Verbesserung der Bindungskräfte zwischen mineralischem Bindemittel und Kunststoffteilen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Oberflö 'he der Kunststoffgranulatkörner rauhflächig und/oder unregelmäßig ausgestaltet ist, wodurch die Anbindoberfläche vergrößert ist. Eine andere Möglichkeit, die Adhäsionskräfte Bindemittel-Kunststoffgranulatteilchen zu erhöhen ist dadurch gegeben, daß zur Benetzung der Oberfläche des Kunststoffgranulats ein Entspannungsmittel eingesetzt werden kann; ferner ist es auch möglich, die Anbindkräfte dadurch zu erhöhen, daß die Oberfläche des Kunststoffgranulate mit einer Schicht aus Wasserglas überzogen sein kann. Letztgenannte Maßnahmen können für sich allein oder in Kombination zur Verbesserung der Adhäsion zwischen mineralischem Bindemittel und Kunststoffgranulat eingesetzt werden.

Dadurch, daß das Kunststoffgranulat einen Volumenanteil bis 5% des Sandanteils ersetzen kann, der seinerseits 15 -60% des Baustoffvolumens ausmacht, ist es möglich, einen konstruktiven Beton herzustellen, der bei einer Rohdichte kleiner gleich 2,8 t/m³ und beliebiger Festigkeitsklasse zur Herstellung von tragenden und nicht tragenden Bauteilen bis zur Betongüte B 25 eingesetzt werden kann. Die Zusetzung des Kunststoffgranulate beeinträchtigt hierbei die Endfestigkeit des Betons nur unernebiich; die Beimischung hat auf die Äbbindzeit nur einen

äußerst geringen Einfluß. Hierbei ist es zwar vorzuziehen, daß das Kunststoffgranulat einen Teil des Sandes des Mörtels ersetzt, welcher aus Wasser, Sand und Bindemittel (Zement, Kalk, Gips oder einem anderen mineralischen Bindemittel) besteht, er kann aber auch einen Volumenanteil von bis zu 5% der anderen Zuschlagstoffe, d.h. Kies, Split und dgl. bei gleicher Größe im Baustoff ersetzen, durch die Beigabe des Kunststoffgranulats wird der Konsistenzbereich des Baustoffs nur unwesentlich verändert; der Einfluß des Kunststoffgranulats auf die Endfestigkeit des ausgehärteten Materials, dessen Herstellungsparameter sowie dessen Abbindzeit liegen im Rahmen der üblichen Toleranz. Ein solcher Baustoff kann insbesondere zur Herstellung von bewehrten und unbewehrten Beton-Bauteilen dienen.

Ein besonders interessanter Baustoff ist dadurch gegeben, daß das Kunststoffgranulat einen Volumenanteil von bis zu 40% aller mineralen Zuschlagstoffe ersetzen kann, da hierdurch ein besonders leichter aber mit ausreichender Festigkeit versehener Leichtbeton oder betonähnlicher Leichtbaustoff hergestellt werden kann, der bei einer Rohdichte kleiner gleich 1,0 t/m³ zur Herstellung von Isolierplatten und dgl. verwendbar ist.

Dadurch, daß das Kunststoffgranulat in einen Füllbaustoff geringerer Festigkeit als Zuschlagstoff zugesetzt werden kann, ist es möglich, den hierdurch erhaltenen Füiibaustoff zur

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Herstellung von Schichtbauteilen, Sandwichplatten und dgl. einzusetzen, bei welchen eine tragende Funktion bestimmter Bauteilbereiche gegeben sein muß, aber ein möglichst geringes spezifisches Gewicht des Gesamtbaukörpers angestrebt wird.

Bei der Herstellung de ; betonähnlichen Baustoffes ist es besonders vorteilhaft, daß das Kunststoffgranulat mit den restlichen Zuschlagstoffen vor der Herstellung des betonähnlichen Baustoffes vermengt und ggi. als Zuschlagmischung zwischenlagerbar sein kann und erst am Einsatzort durch Zugabe eines mineralischen Bindemittels, insbesondere Zement oder Kalk zu dem betonähnlichen Baustoff verarbeitbar ist.

Zur Herstellung eines vergießbaren Baustoffes, insbesondere

Höiftel, Beton "und betOilahnxlCuc &Bgr;&Xgr;'&udiagr;&Xgr; i_Oj_ jlS UHt-Sr T^T£JTViSIlv«UnCj VCfi

Hartkunststoffteilen ist es besonders vorteilhaft, daß als Abfall anfallende Hartkunststoffprodukte, wie Kunststoffensterrahmen, Verschalungen und dgl. zu einem Kunststoffgranulat auf maximal Kieselkorngrößfc zerkleinert als Zuschlagstoff oder als Teilersatz eines mineralischen Zuschlagstoffes des außerdem noch ein mineralisches Bindemittel, wie Zement, Kalk oder dgl. sowie Wasser aufweisenden Baustoffes beigemengt werden kann und in diesem nur mittels des Bindemittels eingebunden ist. Hierdurch ist eine besonders effektive Kunststoffabfallentsorgungsmaßnahme gegeben, wobei der Kunststoff einem weiteren Verwendungszweck

zugeführt wird, ohne daß hierdurch die einsatzspezifische Verwendbarkeit des so hergestellten Baustoffs beeinträchtigt wird.

Anhand einiger Beispiele wird vorliegende Erfindung nachfolgend näher erläutert.

Erstes Ausführungsbeispiel:

Zur Herstellung eines konstruktiven Betons werden in der Regel 300kg Portlandzement auf 1 m³ losen Zuschlagstoff zugegeben und trocken durchmischt; der Zuschlagstoff besteht, je nach herzustellender Betongefügegüte aus einer Mischung von mindestens 15 Volumenprozent eines Betonsandes, der unterschiedliche Körnungen aufweisen kann (z.B. Mittelsand 0,2/1 : 15 Gew.%; Grobsand 1/3 : 35 Gew%; Kies 3/30 : 50 Gew%) und maximal 5 VoI% eines Hartkunststcffgranulats, dessen Körnung vorzugsweise der des Sandes entspricht. Je nach Bearbeitungserfordernissen wird nachfolgend die Trockenmischung mit Hasser derart durchfeuchtet, daß nach nochmaligem gründlichem Mischen eine gleichmäßige Masse entsteht, die je nach Verwendungszweck einen erdfeuchten, weichen oder flüssigen Beton ergibt. Bezogen auf die Trockensubstanzmenge kann der Waeserzusatz zwischen 14,5 -19,5 Volumenprozent betragen.

Das Hartkunststoffgranulat besteht insbesondere aus zerkleinerten, als Abfall anfallenden Hart-pvc-Teilen, dessen

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Granulatpartikel eine unregelmäßige und rauhe Oberfläche aufweisen und nach dem Mahlprozeß gegebenenfalls mit einem Haftvermittler, wie z.B. handelsübliche Natriumsilikate (Wasserglas) oberflächenbentzt und anschließend getrocknet wurden. Der Haftvermittler ist swar nicht unbedingt erforderlich, fördert aber die Adhäsion zwischen Zementleim und Km» iätoffgranule.c,

Ein so hero?~t:ellter Beton, dessen Rohdichte zwischen 2,0 t/m³ und 2,8 t/m³ je nach Zuschlagstoffbestandteile und Verdichtungsmaß beträgt, kann zur Herstellung von tragenden Bauteilen verwendet werden. Hierbei hat der Kunststoffgranulatzuschlag keinen oder einen nur unwesentlichen Einfluß auf die Festigkeitsklasse des Betons sowie auf dessen Herstellungsparameter.

Zur Herstellung des Kunststoffgranulate eignen sich insbesondere Hart-PVC-Kunststoffbauverschalungen, welche nach mehrmaliger Verwendung zum Herstellen von Schalbetonteilen als Abfall anfallen und hierdurch einem weiteren Verwendungszweck bei gleichzeitiger Entsorgung zugeführt werden.

Zweites Aueführungsbeispiel:

Zur Herstellung eines unbewehrten Leichtbetons werden mindestens 200 kg Portland-Zement auf 1 m³ losen Betonvolumen zugegeben und trocken durchgemischt; der Zuschlagstoff besteht

im vorliegenden Fall aus leichten mineralischen Zuschlagstoffen wie Bims, Hüttenbims, Blähton und Sand in unterschiedlichen Gewichtsverhältnissen zueinander. Diesen können Treibmittel bzw. Schaumbildner beigesetzt iäin, die nach Einbringung des Wassers mit diesem oder mit dem Bindemittel reagieren und durch Blasenbildung d « Rohdichte des fertigen Betons herabsetzen. Die Rohdichten eins solchen Leichtbetons betrage;? ?·:■??.sehen 500-800 kg/m³ für nicht trisgfähige als Is_liermateri-¹ zu verwendende Baustoffe und zwischen ·*00-200&udigr; kg/m³ im Falle eine-, tragfähigen Leichtbetons.

Zusätzlich zu den sIneralen Zuschlägen ist mit bis zu 40VoI.% der Gesamtzuschlagstoffmenge ein Hartkunststoffgranulat in der Zuschlagtrockenmasse enthalten, dessen Körnung je nacTi Einsatzzweck des Leichtbetons unterschiedlich sein kann. Ein solcher Leichtbeton eignet sich besonders gut zur Herstellung von Hohlblocksteinen, Voll-Leichtbausteinen, Isolier-Leichtbauplatten und dgl., bei welchen es nicht in erster Linie auf Festigkeitseigenschaften, sondern auf Isolierschutz ankommt.

Eine weitere Verwendung des Leichtbaustoffes sieht insbesondere vor, diesen als flüssig einzufüllenden und aushärtbaren Füllbaustoff geringerer Festigkeit in tragenden Betonteilen vorzusehen, bspw. zur Ausfüllung von Hohlisauern und ähnlichen Schichtbauteilen.

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Selbstverständlich beschränkt sich das Vorsehen eines mineralischen Bindemittels nicht auf Zement, es können auch ande. 3 mineralische Bindemittel wie bspw. Gips, Kalk und dgl. verwendet wurden» Kit welchen ein ·Iz Bauzwecke geeigneter M-^tel oder betonähnlicher Baustoff hergestellt werden kann. Ferner ist es ohne Belang, welche Hartkunststoffe als Basismaterial des Kunststoff granulats Verwendung fir:, ten. Dieses kann auch aus anderweitig nicht wiederverwendbaren oder als Abfall anfallenden zerkleinerten Kunststoffprodukten, wie bspw. Epoxid- oder Phenol-Kunststoffbauteilen bestehen. Es ist denkbar, beliebige Alt-Hartkunststoffe einer sog. Recycling-Wiederverwendung zuzuführen, indem diese, abhängig des spezifischen Einsatzspektrums des Baustoffes in unterschiedlichen Raumanteilmengen in diesem vorgesehen werden, wodurch gleichzeitig eine Entsorgung des sonst als Abfall anfallenden Kunststoffes erfolgt.

Claims

schutzamsprOche

1. Baustoff, insbesondere Beton, betonähnliche Stoffe, Mörtel und dgl. bestehend aus einem Gemisch von Zement oder ähnlichen mineralen Bindemitteln, einem oder mehreren Zuschlagstoffen, insbesondere Sand, Kies, Split und dgl., ein als weiterer Zuschlagstoff oder als Teilersatz eines oder mehrerer mineralischar Zuschlagstoffe dienendes Kunststoffgranulat, sowie Wasser in unterschiedlichen Anteilen zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat aus zerkleinerten/gemahlenen, vorzugsweise thermoplastischen und/oder duroplautisehen Altkunststoffteilen besteht und daß dessen Raumanteil bezogen auf den Raumanteil des Sandes und/oder der anderen Zuschlagstoffe in Abhängigkeit des Baustoffeinsatzzweckes bis zu ins &khgr; i iss &iacgr; 40% beträgt und durch dss Bindemittel innerhalb des Baustoffes gebunden ist.

2. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat Korngrößen zwischen Feinsandkorngröße bis Kieskorngröße aufweist und in etwa nur einer Korngröße oder in gemischten Korngrößen beigemischt ist.

3. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kunststoffgranulatkörner rauflächig und/oder unregelmäßig ausgestaltet ist.

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4. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat einen Volumenanteil bis 5% des Sandanteils bei konstruktivem Beton ersetzt, der seinerseits 15 - 60% des Baustoffvolumene ausmacht.

5. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat einen Volumenanteil von etwa 5% aller mineralen Zuschlagstoffe ersetzt.

6. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat einen Volumenanteil von bis zu 40% aller mineralen Zuschlagstoffe ersetzt.

7. Baustoff nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatzusammensetzung hinsichtlich der Korngröße so gewählt ist, daß ein entsprechender Volumenanteil von Granulatkörner ähnlicher Korngröße wie die der zu ersetzenden mineralen Zuschlagstoffe vorgesehen ist.

8. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat aus zerkleinerten Hart-PVC oder anderen Kunststoffteilen besteht, insbesondere zur Abfallentsorgung anfallende Kunststoffbauverschalungen.

9. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat aus zerkleinerten, anderweitig nicht wiederverwendbaren oder als Abfall anfallende Epoxyd- oder Phenol-Kunststoff bauteilen besteht.

10. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kunststoffgranulats mit einer Schicht aus Wasserglas überzogen ist.

11. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Benetzung der Oberfläche des Kunststoffgranulats ein Entspannungsmittel eingesetzt wird.

12. Konstruktiver Beton zur Herstellung von tragenden Bauteilen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der konstruktive Beton eine beliebige Festigkeitsklasse bis maximal B25 besitzt, wobei das Kunststoffgranulat mit einer Rohdichte zwischen 0,8 - 2,0 t/m³ für konstruktiven Leichtbeton und 2,0 - 2,8 t/m³ für konstruktiven Normalbeton als Zuschlagstoff zugesetzt ist.

13. Leichtbeton oder betonähnlicher Leichtbaustoff zur Herstellung von Isolierplatten und dgl. Leichtbetonbauelemente, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtbeton oder betönähniieher Leichtbaustöff eine Rohdichte zwischen

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0,5 t/m³ und 1,0 t/m³ besitzt.

14. Bewehrte und unbewehrte Beton-Bauteile mit einem Baustoff nach einem der Ansprüche 4 oder 5.

15. Schichtbauteil, mit zwei tragenden Bauteilbereichen, zwischen welchen ein Bauteilbereich geringerer Festigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteilbereich geringerer Festigkeit aus einem Füllbaustofi', insbesondere nach Anspruch 4,5 oder 6 besteht.

16. Vergießbarer Baustoff, insbesondere Mörtel, Beton, betonähnlicher Baustoff mit Hartkunststoffteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffgranulat von auf maximal Kieselkorngröße zerkleinerten, als Abfall anfallende Hartkunststoffprodukte, wie Kunststoffensterrahmen, Autoteile, Verschalungen als Zuschlagstoff oder als Teilersatz eines mineralen Zuschlagstoffes i-j außerdem noch ein mineralisches Bindemittel wie Zement oder Kalk sowie Wasser aufweisenden Baustoffes und/oder Kunststoffbindemittel beigemengt und in diesem mittels des Bindemittels eingebunden ist.