EP4271660A1 - Hydraulisch gebundene mehrschichtplatte - Google Patents

Hydraulisch gebundene mehrschichtplatte

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Publication number
EP4271660A1
EP4271660A1 EP20848698.5A EP20848698A EP4271660A1 EP 4271660 A1 EP4271660 A1 EP 4271660A1 EP 20848698 A EP20848698 A EP 20848698A EP 4271660 A1 EP4271660 A1 EP 4271660A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
mixture
layer
glue
facing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20848698.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volkmar Werner
Guido Volmer
Michael Metten
Felix Birkenmeier
Michael Graf
Markus Krüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semmelrock International GmbH
Birkenmeier & Co Kg GmbH
Metten Consulting GmbH
Original Assignee
Semmelrock International GmbH
Birkenmeier & Co Kg GmbH
Metten Consulting GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semmelrock International GmbH, Birkenmeier & Co Kg GmbH, Metten Consulting GmbH filed Critical Semmelrock International GmbH
Publication of EP4271660A1 publication Critical patent/EP4271660A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hydraulically bound multi-layer board with at least one facing layer and at least one core layer, and a multi-layer board produced using the method.
  • Multi-layer panels of the type mentioned at the outset are known in principle and are used, for example, as floor coverings, including for outdoor applications such as gardens and terraces.
  • the finished products should have very good weather resistance (weathering according to DIN EN 1338/DIN EN 1339 ⁇ 50 g/m 2 ) and/or adequate abrasion resistance (abrasion according to DIN EN 1338/1339 ⁇ 20 mm).
  • the board must be optimized in terms of porosity and capillarity in such a way that it has a high resistance to contamination (no capillary suction and/or very low water absorption ⁇ 1.0% according to DIN EN 1338/1339).
  • Floor tiles that meet the above minimum requirements can be manufactured using different production techniques. These include the casting process, wet pressing process, vibratory pressing process, hammer mill process and the hermetic process.
  • the hermetic process is mostly used for the production of two-layer terrace and pavement slabs, as well as large-format slabs for public spaces and buildings in high quality and density. Thin single-layer panels for interior use and building cladding can also be manufactured using the hermetic process.
  • the visible layer facing upwards or outwards is referred to as the facing layer
  • the non-visible layer facing downwards or inwards is referred to as the core or backfill layer.
  • Both the facing layer and the core layer must meet the requirements of the manufacturing process.
  • the facing layer is first made flowable so that after filling it fills the corners of the formwork and can even begin to level out. Leveling can be supported by vibrating or pressing on attachment distribution plates.
  • the core layer on the other hand, is usually produced dry to earth-moist and is usually applied to the facing layer with a layer thickness that is as homogeneous as possible using a filling funnel and a slider.
  • the production process results in a stable multi-layer panel that can be stripped immediately and that can be removed using vacuum lifting devices and stored on pallets.
  • Products manufactured using the hermetic process are characterized by a special surface quality that is well suited for further processing by means of grinding, brushing and blasting.
  • the hermetic process can be used to produce a stable and storable product that can be stripped immediately.
  • floor panels from a thickness of 30 mm up to an edge length of 400 mm and from a thickness of 40 mm with an edge length of up to 800 mm can be manufactured using the hermetic process.
  • large-format, thin multi-layer panels which have a larger edge length/thickness ratio cannot be produced, or cannot be produced satisfactorily, with previous production techniques.
  • the mechanical properties and thus the usability of such large-format, thin multi-layer panels are often unsatisfactory.
  • a method for producing a hydraulically bound multi-layer board with at least one facing layer and at least one core layer comprising the following steps: a. Introduction of a free-flowing facing mixture into a mold, the facing mixture containing at least the following components: i. containing at least
  • directly strippable is understood in particular to mean that the multi-layer board can be removed from the mold immediately or shortly after pressing, for example by means of vacuum lifting, and/or has a strength that enables further processing and storage without formwork.
  • a multilayer board can be produced which can have an edge length/thickness ratio of more than 20 and is nevertheless distinguished by a high characteristic flexural strength and/or a high characteristic breaking load.
  • the advantages of the manufacturing process according to the invention are particularly evident in the case of large-format products.
  • multi-layer panels produced by the method according to the invention have a high load-bearing capacity and serviceability despite the higher edge length-to-thickness ratio and are outstandingly suitable for use as floor coverings, especially for outdoor applications.
  • core mixture layer layers with different water contents can form in the core mixture layer, which would lead to uneven or incomplete activation of the hydraulic binder in the core mixture layer and to a deterioration in the mechanical properties of the multilayer board.
  • core mixtures that have a high fines content and low water content can lead to problems in the mixing process, such as insufficient dispersion of the fines, clumping and dust formation.
  • an insufficiently mixed core concrete can be problematic with regard to the compactibility as well as the subsequent hardened concrete properties.
  • the present invention now provides a manufacturing process in which the face and core mix layers optimally cooperate to produce a multilayer board with an optimized packing density and water requirement.
  • the interaction of the very fine material contained in the core size with the additive contained in the core size appears to be essential for the process according to the invention.
  • Fines with a mean diameter d50 smaller than the mean diameter d50 of the hydraulic binder fill the interstices of the binder particles instead of void water.
  • Very fine materials with an average diameter d50 similar to a binder do not fill the gaps, but still have a lower water requirement than the binder.
  • the proportion of fines in the core glue mixture does not impair sufficient pressing of the excess water from the face mix layer into the core mix layer.
  • the core mixture used in the process according to the invention has an optimum water/powder ratio, which enables excellent processability of the core mixture and strength and durability of the multilayer boards.
  • the core mixture contains at least the following components: i. containing glue at least
  • the core mixture When introduced into the mould, the core mixture has a dry to earth-moist consistency.
  • the core mixture When introduced into the mold, the core mixture preferably has a consistency of at most consistency class Fl according to DIN 1045-2 and/or EN 206.
  • consistency class Fl has a slump of ⁇ 340 mm and a stiff consistency, whereas the higher consistency classes F2 to F6 have larger slumps and softer or more flowable consistencies.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the core mixture layer before pressing according to step c. a consistency of maximum consistency class Fl according to DIN 1045-2 and/or EN 206.
  • the core mix layer is formed by placing a dry to semi-dry core mix in a mold, the core mix containing at least core glue and aggregate.
  • the core mix contains the Core mixture, based on the total dry weight of the core mixture, at least 450 kg/m 3 , in particular 450 to 1250 kg/m 3 , more preferably 600 to 1250 kg/m 3 core glue.
  • the core glue contains very fine material.
  • Very fine material within the meaning of the invention is material which has an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of up to 100.0 ⁇ m. “Mean diameter” within the meaning of this invention is always to be understood as meaning the mean diameter d50 determined according to ISO 13320:2009.
  • the core glue can contain very fine material with an average diameter of 1.0 to 100.0 ⁇ m.
  • the core size contains fines with an average diameter d50 determined according to ISO 13320:2009 of 1.0 to 100.0 ⁇ m in an amount of 5 to 45% by volume, based on the total volume of hydraulic binder contained in the core size and fines.
  • the core glue contains very fine material which has an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, which is smaller than the average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of the hydraulic binder contained in the core glue .
  • This ultra-fine material fills the interstices of the hydraulic binder particles instead of what is known as cavity water, which means that a higher packing density and reduced water requirements can be achieved.
  • such a fine material can replace part of the hydraulic binder, which in the case of a cement replacement can lead to a reduced clinker content with a lower efflorescence potential.
  • the core size contains fines with a mean diameter that is smaller than the mean diameter of the hydraulic binder in an amount of 5 to 45% by volume based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core size .
  • the core glue contains fines with a mean diameter that is smaller than the mean diameter of the hydraulic binder in an amount of 5 to 45% by volume based on the total volume of the hydraulic binder and the fines of the core size.
  • the very fine material contained in the core glue particularly preferably has an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of from 1.0 to 30.0 ⁇ m, preferably from 1.0 to 5.0 ⁇ m.
  • the core glue contains very fine material with an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of 1.0 to 30.0 ⁇ m in an amount of 5 to 45% by volume, based on the total volume contained in the core glue hydraulic binder and fines.
  • the core glue particularly preferably contains very fine material with an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, from 1.0 to 5.0 ⁇ m in an amount from 5 to 20% by volume, in particular from 8 to 15% by volume. related to the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core glue.
  • the core glue contains ultrafine material with an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of 30.1 to 100.0 ⁇ m in an amount of 0 to 45% by volume, in particular from 0 to 25 % by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core size.
  • the core glue has fines with an average diameter of 30.1 to 100.0 ⁇ m in an amount of 0% by volume.
  • the very fine material can be a rock aggregate, in particular a rock aggregate based on quartz and/or limestone.
  • the ultra-fine material contains at least one inert powdered rock, preferably an inert powdered rock selected from the group consisting of limestone, dolomite and quartz, or a combination thereof.
  • the core glue contains inert rock flour Feinststoff in an amount of 5 to 45 % by volume, in particular from 20 to 45% by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core glue.
  • the very fine material contains at least one hydraulically active material.
  • the superfine contains at least one hydraulically active, synthetically produced substance and/or one hydraulically active natural substance.
  • the fines contain at least one hydraulically active material selected from the group consisting of blast furnace slag, microsilica and fly ash, or a combination thereof.
  • the very fine material contains microsilica.
  • the finest material particularly preferably consists of a hydraulically active material, in particular microsilica.
  • the core size particularly preferably contains hydraulically active fines, in particular microsilica, in an amount of 5 to 20% by volume, in particular 8 to 15% by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core size.
  • the finest material contains inert rock powder selected from the group consisting of limestone powder, dolomite powder and quartz or a combination thereof in an amount of 10 to 25% by volume, based on the total volume of hydraulic binder contained in the core size and Fines and (b) hydraulically active material selected from the group consisting of blast furnace slag, microsilica and fly ash, or a combination thereof, in an amount of 8 to 15% by volume based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core size.
  • inert rock powder selected from the group consisting of limestone powder, dolomite powder and quartz or a combination thereof in an amount of 10 to 25% by volume, based on the total volume of hydraulic binder contained in the core size and Fines
  • hydraulically active material selected from the group consisting of blast furnace slag, microsilica and fly ash, or a combination thereof, in an amount of 8 to 15% by volume based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core size.
  • the superfine consists of (a) inert rock powder selected from the group consisting of limestone powder, dolomite powder and quartz or a combination thereof in an amount of 10 to 25% by volume, based on the total volume of hydraulic material contained in the core glue binder and fines and (b) hydraulically active material selected from the group consisting of blast furnace slag, microsilica and fly ash, or a combination thereof (especially microsilica) in an amount of 8 to 15% by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core size.
  • binder selected from the group consisting of limestone powder, dolomite powder and quartz or a combination thereof in an amount of 10 to 25% by volume, based on the total volume of hydraulic material contained in the core glue binder and fines
  • hydraulically active material selected from the group consisting of blast furnace slag, microsilica and fly ash, or a combination thereof (especially microsilica) in an amount of 8 to 15% by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core
  • hydraulic binders are any binders that form strength-forming hydrate phases with the addition of water and, if appropriate, other components. It is preferably provided that the hydraulic binder in step a. and/or step b. is selected from the group consisting of cement, hydraulically active additives, latent hydraulic or pozzolanic additives, silicate binders, or a combination thereof.
  • hydraulic binders are also to be understood as meaning geopolymeric binders.
  • Geopolymeric binders are, in particular, slag-based geopolymeric binders, rock-based geopolymeric binders, fly ash-based geopolymeric binders (i.e. alkali-activated fly ash and/or slag/fly ash-based), aluminum silicate binders (alkali-activated aluminum silicates) and ferro-sialate-based geopolymeric binder.
  • Such geopolymeric binders are fundamentally known and familiar to the person skilled in the art.
  • Geopolymeric binders can be used either as the sole hydraulic binder or in combination with other hydraulic binders, especially in combination with cement.
  • the hydraulic binder in step a. and/or step b. is selected from the group consisting of cement, fly ash, microsilica, blast furnace slag, natural or artificial pozzolan, geopolymers, metakaolin, calcined clays, or a combination thereof.
  • the hydraulic binder in step a. and/or step b. Cement can be from the group consisting of the classes CEM I and CEM IVA according to EN 197-1, or a combination thereof.
  • the core glue contains at least 350 kg/m 3 , in particular 350 to 1000 kg/m 3 , in particular 500 to 1000 kg/m 3 , based on the total dry weight of the core mixture, of hydraulic binder. It is furthermore preferably provided that the core glue contains hydraulic binder, in particular cement, in an amount of 60 to 95% by volume, in particular from 65 to 80% by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the core glue , contains.
  • the facing glue contains at least a hydraulic binder and water. It is preferably provided that the facing glue, based on the total dry weight of the facing mixture, contains 350 to 1000 kg/m 3 , in particular 500 to 1000 kg/m 3 , of hydraulic binder.
  • the face glue and the core glue can contain the same or different hydraulic binders.
  • the end glue and the core glue contain the same hydraulic binder.
  • the hydraulic binder of the face glue and the core glue is cement, in particular a cement selected from the group consisting of classes CEM I and CEM IVA according to EN 197-1, or a combination thereof.
  • the front glue contains hydraulic binder, in particular cement, in an amount of 40 to 91% by weight, in particular 50 to 70% by weight, based on the total dry weight of the front glue.
  • the core mix also contains aggregate with an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009 and/or EN 12620, greater than 100.0 ⁇ m.
  • the aggregate has an average diameter that is larger than the average diameter of the hydraulic binder. This has the advantage that the additive improves the compressibility of the core mixture when the excess water is pressed out of the face mixture layer and/or promotes the pressing of the water out of the face mixture layer into the core mixture layer.
  • the aggregate contained in the core mixture is a mixture containing organic and/or inorganic substances, wherein the organic and/or inorganic substances are optionally selected from the group consisting of coarse rock flour, including mineral aggregate Aggregate according to EN 12620, ceramics, glass, synthetic fibres, natural fibers and biological components, in particular grass, or a combination thereof.
  • the aggregate contained in the core mixture is a rock aggregate according to EN 12620, preferably a rock aggregate according to EN 12620 based on quartz, basalt, granite, lime, lime chips or mixtures thereof.
  • the aggregate contained in the core mixture and/or facing mixture is an aggregate according to EN 12620, which has an average diameter of 0.101 mm to 5.000 mm, in particular 0.125 mm to 5.000 mm, preferably 0.250 mm to 5.000 mm.
  • a mixture is used as the aggregate, the composition of which is optimized by means of methods for determining the optimal grading curve in such a way that a minimum cavity for aggregate mixtures with a very small particle size that is larger than the average diameter d50 is determined according to ISO 13320:2009, of the hydraulic binder.
  • water binding mean value
  • the core mixture introduced into the mold before pressing according to step c. a water binder average value (W/B) of 0.10 to 0.40, preferably 0.12 to 0.20, based on the ratio of water to the sum of hydraulic binder and fines with an average diameter of 1.0 to 100 .0 pm, in particular from 1.0 to 30.0 pm.
  • W/B water binder average value
  • the core mixture introduced into the mold after pressing according to step c. has an average water-binding value of 0.20 to 0.45, preferably 0.21 to 0.28, based on the ratio of water to the sum of hydraulic binder and fines with an average diameter d50 determined according to ISO 13320:2009 of 1.0 to 100.0 pm, in particular from 1.0 to 30.0 pm.
  • the core mixture introduced into the mold after the pressing in step c. an average water binding value of 0.22 to 0.24.
  • the method according to the invention provides that water is pressed from the face mixture layer into the core mixture layer.
  • the W/B value of the layer of facing mixture is generally lower after pressing than before pressing.
  • the W/B value of the core mix layer is usually higher after pressing than before pressing.
  • the core mixture introduced into the mold before pressing according to step c. has an average water-binding value that is the same as or lower than the average water-binding value of the facing mixture introduced into the mold before pressing according to step c.
  • the core mixture introduced into the mold before pressing according to step c. an average water binding value that deviates by 15% or less from the facing mixture introduced into the mold before pressing according to step c), based on the average water-binding value of the facing mixture introduced into the mold before pressing according to step c).
  • This design is particularly advantageous if UHPC concrete (ultra high performance concrete) is used as the facing layer.
  • the step b The core mixture used is characterized by a relatively high degree of glue saturation (LSG).
  • LSG is a measure of the degree to which the cavity specified by the aggregate is filled with binding agent. It can be calculated using the following formula (1):
  • VL glue volume (percentage of water and fines ⁇ 100pm per m 3 concrete) [m 3 /m 3 ]
  • VG.HP void content of the aggregate mixture 100pm in the pressed state [m 3 /m 3 ]
  • VG,H,P can be calculated as follows:
  • Vc.id-- idealized volume of aggregate mixture > lOOum without considering air volume [m 3 ]
  • the press test with the hermetic press to determine the void content VG, P can be carried out as follows: • Amount of aggregate > 100 pm is poured into a press mold (eg laboratory hermetic press) and distributed as evenly as possible using a steel ruler or similar.
  • a press mold eg laboratory hermetic press
  • an LSG of 1 would be an ideal-typical state in which there is a maximum packing density.
  • this maximum packing density is not usually achieved in practice, since in addition to a proportion of air voids, which can be assumed to be 1.0 to 1.5% by volume, the degree of compression or compressibility plays an important role .
  • a significant increase in the strength of the multilayer panel in the hardened state can be achieved by increasing the LSG of the core mixture.
  • increasing the LSG to values above 1.1 is disadvantageous for common core compounds, as this leads to a reduction the flexural strength of the multilayer panel. It has now been found that the method according to the invention enables a further increase in the characteristic flexural strength, specifically up to an LSG of the core mixture of around 1.5. As a result, greater strength can be achieved than was possible with known multi-layer panels.
  • the amount of core glue contained in the core mixture is calculated in such a way that a degree of glue saturation for the core mixture, calculated according to formula (1), from 1.0 to 1.5, preferably from 1.1 to 1.4, results.
  • a further advantage of the invention is that a high degree of compaction and/or a high packing density can be achieved even with a low glue layer thickness (LSD) of the core glue layer.
  • Glue layer thickness (LSD) is the calculated LSD that results after pressing according to formula (2):
  • VL volume of glue (volume of fines (largest particle size ⁇ 100 m) and water) [m 3 /m 3 ]
  • VG.HP voids content of aggregate mix > 100 m in compacted state [m 3 /m 3 ] m g mass of aggregate mix > 100 ⁇ m per m 3 of concrete [kg/m 3 ]
  • the amount of core glue contained in the core mixture is calculated in such a way that a glue layer thickness, calculated according to formula 2, is at most 30.0 ⁇ m, in particular at most 20.0 ⁇ m or from 3.0 to 20.0 ⁇ m , for the core glue layer.
  • the end-mixture used in the process according to the invention contains at least the following components: i. containing at least
  • the face mixture layer has, before the pressing according to step c. a consistency of at least consistency class F5 according to DIN 1045-2 and/or EN 206, in particular a consistency according to one of the consistency classes F5 or F6.
  • the facing mixture based on the total dry weight of the facing mixture, contains 450 to 1250 kg/m 3 , in particular 600 to 1250 kg/m 3 , of facing glue.
  • the endpaper contains fines.
  • the end glue contains very fine material as a further component, in particular very fine material with an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of up to 100.0 ⁇ m.
  • the face size contains fines with an average diameter of 1.0 to 100.0 gm in an amount of 5 to 50% by weight, preferably 15 to 45% by weight, in particular 20 to 45% % by weight based on the total dry weight of the end face glue.
  • the end glue contains very fine material which has an average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, which is smaller than the average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of the hydraulic binder and preferably in an amount of 5 to 50%, more preferably 15 to 45%, and most preferably 20 to 45% by weight based on the total dry weight of the face size.
  • the face glue contains inert rock dust as the finest substance.
  • the face size contains hydraulically active fines, in particular microsilica, in an amount of 5 to 20% by volume, in particular 8 to 15% by volume, based on the total volume of hydraulic binder and fines contained in the face size.
  • the facing mixture used in the process according to the invention also contains additive.
  • the aggregate that is suitable for the core mix is basically also suitable for the facing mix.
  • the aggregate in the face mix has an average diameter that is greater than the average diameter of the hydraulic Binder, in particular greater than 100.0 pm.
  • the aggregate contained in the facing mixture has an average diameter of 0.101 mm to 5.000 mm, in particular 0.125 mm to 5.000 mm or 0.250 mm to 5.000 mm.
  • the aggregate contained in the facing mixture is a rock aggregate, in particular a rock aggregate based on quartz, basalt, granite, lime, lime chips or mixtures thereof. It is also advantageous if the aggregate contained in the facing mixture is a rock granule with an average diameter of 0.101 mm to 5.000 mm, in particular 0.125 mm to 5.000 mm or 0.250 mm to 5.000 mm.
  • the aggregate is a mixture containing organic and/or inorganic substances, with the organic and/or inorganic substances optionally being selected from the group consisting of coarse rock flour, mineral aggregate including aggregate according to EN 12620, ceramics, glass, synthetic fibers , natural fibers and biological components, in particular grass, or a combination thereof.
  • the aggregate is a mixture whose composition is optimized using methods for determining the optimal grading curve in such a way that there is a minimum cavity for aggregate mixtures with a micro-grain that is larger than the average diameter d50, determined according to ISO 13320:2009, of the hydraulic binder.
  • the facing mixture preferably contains at least the following components: i. containing at least
  • ingredients of the face mix in particular with regard to hydraulic binder, ultra-fine material, aggregate and additives, unless otherwise stated, the above information, in particular that stated above in connection with the core mixture, applies accordingly.
  • the facing mixture introduced into the mold before the pressing according to step c. a water binding average value (W/B) of at most 0.60, preferably at most 0.40, preferably from 0.20 to 0.40, based on the ratio of water to the sum of hydraulic binder and fines with a mean diameter of 1.0 to 100.0 pm, in particular from 1.0 to 30 pm.
  • W/B water binding average value
  • the steps a. and b. of the process according to the invention can be carried out in the order given (first step a., then step b.) or in the reverse order (first step b, then step a.).
  • the dry to earth-moist core mixture is applied in the mold to the flowable facing mixture layer that has already formed. This is the norm.
  • Both the core mix and the face mix can also contain one or more additives according to EN 934.
  • suitable additives which on the one hand improve the dispersion and wetting of the hydraulic binder, especially cement, and additives during the mixing process and on the other hand can reduce the frictional forces between the fine material components, can have a positive effect on the processing and compaction capacity.
  • the core mixture and/or the facing mixture contains 0.01 to 3.0% by weight, based on the total dry weight of the hydraulic binder, of additives according to EN 934 as a further component.
  • the additive is preferably selected from the group consisting of plasticizers, superplasticizers, stabilizers, air entraining agents, accelerators, retarders, shrinkage modifiers and sealants, or a combination thereof.
  • the core mixture and/or the facing mixture preferably contains 0.01 to 3.0% by weight, based on the total dry weight of the hydraulic binder, of superplasticizer as a further component.
  • the flow agent is preferably selected from the group consisting of surfactants, particularly naphthalene sulfonates and/or lignin sulfonates, and dispersing agents, particularly melamine resins, polycarboxylates and polycarboxylate ethers, or a combination thereof.
  • a polycarboxylate, polyaryl ether or polycarboxylate ether is used as flow agent.
  • the pressure during pressing according to step c. at least 0.5 N/mm 2 , in particular at least 10 N/mm 2 , preferably at least 15 N/mm 2 .
  • the pressing preferably takes place according to step c. with a pressing time of 5 to 60 seconds, in particular 5 to 40 seconds or 5 to 15 seconds.
  • the pressing according to step c. can take place in one pressing process or in at least two consecutive pressing processes with the same or different intensity.
  • the pressing is preferably provided in a pressing process.
  • the pressing takes place according to step c. in a hermetic press.
  • the invention relates to a hydraulically bonded multi-layer panel which can be produced or is produced by the method according to the invention.
  • the hydraulically bound multilayer board according to the invention can have any dimensions.
  • the multilayer board according to the invention is a relatively large-sized hydraulically bonded multilayer board, for example a multilayer board having a length of at least 300, 400, 500, 600, 700 or 800 mm.
  • the hydraulically bound multilayer board according to the invention has a length of 800 to 1200 mm.
  • the hydraulically bound multilayer board according to the invention can have all the usual square dimensions and is not limited to large-format multilayer boards. However, the advantages of the invention are particularly evident in the production of large-format multilayer boards.
  • the hydraulically bound multilayer board according to the invention preferably has an area of at least 0.16 m 2 , in particular from 0.18 to 1.44 m 2 , 0.32 to 1.44 m 2 , 0.18 to 0.83 m 2 or 0 .32 to 0.83 m 2 .
  • Particularly preferred is a hydraulically-bonded multilayer board having an area of 0.32 to 1.44 m 2 .
  • the hydraulically bonded multilayer board of the present invention is not limited in thickness and may have any thickness. However, the advantages of the invention are particularly evident in the production of relatively thin multi-layer boards. Accordingly, preference is given to a hydraulically bonded multi-layer panel which has a thickness of at most 40.0 mm, in particular from 15.0 to 40.0 mm.
  • the hydraulically bound multi-layer board according to the invention also has a relatively high degree of compaction.
  • the degree of compaction is the ratio between the calculated maximum raw density of the mixture of an idealized board without air and the measured raw density of the board produced after the pressing process.
  • the degree of compaction is calculated in particular according to formula (3):
  • the core mixture layer has a degree of compaction, determined according to formula (3), of from 0.93 to 0.99, in particular from 0.97 to 0.99.
  • the hydraulically bound multilayer board according to the invention is also characterized by a relatively high packing density of the core mixture layer.
  • Packing density is to be understood as meaning the packing density of all solids in the core layer mixture in the pressed state.
  • the packing density can be calculated as follows:
  • the core mixture layer has a packing density, determined according to formula (4), of 0.75 to 0.85, in particular 0.78 and 0.83.
  • the hydraulically bound multilayer panel has a characteristic flexural strength, determined according to DIN EN 1339 after 7 days of hardening, of more than 7.5 N/mm 2 , in particular at least 8.5 N/mm 2 and particularly preferably of at least 10.0 N/mm 2 .
  • Vw, s /Vp means the water requirement of the powder (or of the very fine material in the context of this invention) at the saturation point.
  • Marquardt I. A mixture concept for self-compacting concrete on the basis of the volume parameters and water requirements of the starting materials, thesis, University of Rostock, 2001, is adopted and adapted for the present application.
  • a certain amount of the dry powder was put into a mixer that is able to record changes in the mixing energy input or its power consumption.
  • water was mixed in continuously at a constant rotational speed and the amount of water added was continuously measured using a flow meter.
  • the peak of the mixer's power consumption which corresponds to the maximum shear resistance, indicates when the saturation point has been reached.
  • the mixture becomes "earth-moist".
  • the water content in the mixture can be given at any time i, usually as "volumetric water powder ratio" (V w ,i/V p ). At the saturation point, this corresponds to the water demand at the saturation point (V w , s /V p ).
  • w s /b means the water binding average value at the saturation point and it relates to the ratio of water to the sum of hydraulic binding agent and fines within the meaning of the invention.
  • V w ,s/V p or w s /b value indicates a lower void content or higher packing density.
  • the solid glue compositions described above are particularly well suited for their use in the production process according to the invention. This is because the core size compositions according to the invention give the core mixture layer of the multilayer board excellent compressibility and strength with reduced water requirements.
  • the face size compositions of the present invention impart excellent workability, strength and durability to the face layer of the multilayer board.
  • a multilayer board was produced from the facing and core mixtures given above as follows:
  • the prepared flowable facing mixture was introduced into an 800 mm 400 mm large hermetic press mold of the OCEM laboratory sliding table press 100 to type and distributed as evenly as possible in the mold.
  • the layer thickness of the face mix after filling in the mold ie, the thickness of the face mix layer
  • the prepared earth-moist core mix was then applied to the facing mix layer in a layer that was as homogeneous as possible (approx. 29 mm) using a funnel and a squeegee.
  • the core mix layer and the face mix layer were pressed together in the hermetic press at a pressure of about 15.0 MPa for about 10 seconds.
  • the multilayer panel obtained was demoulded immediately after pressing.
  • the W/B value of the core mix layer was 0.159
  • the W/B value of the face mix layer was 0.664.
  • the core mixture layer had a layer thickness of 24 mm, and the facing mixture layer had a layer thickness of 6 mm.
  • Multilayer board was 30 mm. Despite its relatively low thickness, the multi-layer panel had a characteristic flexural strength, determined according to DIN EN 1339 after 7 days of hardening, of 10.9 N/mm 2 and was characterized by excellent load-bearing capacity and outstanding serviceability.

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Abstract

Dargestellt und beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung einer hydraulisch gebundenen Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatzschicht und mindestens einer Kernschicht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a. Einbringen einer fließfähigen Vorsatzmischung in eine Form, wobei die Vorsatzmischung mindestens folgende Komponenten enthält: i. Vorsatzleim enthaltend mindestens 1. hydraulisches Bindemittel und 2. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer 100,0 µm aufweist; wodurch eine Vorsatzmischungsschicht ausgebildet wird; b. Einbringen einer trockenen bis erdfeuchten Kernmischung in die Form, wobei die Kernmischung mindestens folgende Komponenten enthält: i. Kernleim enthaltend mindestens 1. hydraulisches Bindemittel, 2. Feinststoff, wobei der Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von bis zu 100,0 µm aufweist, und 3. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer als 100,0 µm aufweist; wodurch eine Kernmischungsschicht ausgebildet wird, und c. Verpressen der Vorsatzmischungsschicht mit der Kernmischungsschicht in der Form zu einer hydraulisch gebundenen, direkt ausschalbaren Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatzschicht und mindestens einer Kernschicht, wobei in der5 Vorsatzmischungsschicht enthaltenes Wasser teilweise oder ganz in die Kernmischungsschicht gepresst wird.

Description

Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hydraulisch gebundenen Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatzschicht und mindestens einer Kernschicht sowie eine mit dem Verfahren hergestellte Mehrschichtplatte.
Hintergrund der Erfindung
Mehrschichtplatten der eingangs genannten Art sind grundsätzlich bekannt und finden zum Beispiel als Bodenbelag, unter anderem für Außenanwendungen wie Gärten und Terrassen, Verwendung.
Grundlegende Anforderungen an Platten aus Beton sind in der EN 1339 sowie den nationalen Anwendungsnormen DIN EN 1339 bzw. der ÖNORM EN 1339 geregelt. Bezüglich der Tragfähigkeit wird hiernach eine gewisse Biegezugfestigkeit bzw. eine beim Biegezugversuch ermittelte Mindestbruchlast gefordert. Insbesondere großformatige Produkte müssen in der Regel eine Mindestanforderung an die charakteristische Biegezugfestigkeit von mindestens 5,0 MPa und an die charakteristische Bruchlast von mindestens 7 kN erfüllen. Hierbei ist zu beachten, dass die tatsächlich zu fordernden Festigkeitswerte stark von der tatsächlichen Plattengröße abhängen und insbesondere bei Längen > 600 mm besondere Lastzustände berücksichtigt werden müssen. Die Abmessungen der Platten nach EN 1339 sind beschränkt. Diese lauten wie folgt: (1) Mindestdicke der Platten nach ÖNORM EN 1339: 4 cm ± 1 mm; (2) Gesamtlänge: < Im; und (3) Verhältnis Gesamtlänge zu Dicke: > 4.
Neben den Anforderungen an die Tragfähigkeit sind Anforderungen an die Dauerhaftigkeit zu erfüllen. Die fertigen Produkte sollten eine sehr gute Witterungsbeständigkeit (Abwitterung nach DIN EN 1338/DIN EN 1339 < 50 g/m2) und/oder einen ausreichenden Abriebwiderstand (Abrieb nach DIN EN 1338/1339 < 20 mm) aufweisen.
Zudem bestehen Anforderungen hinsichtlich der Beschränkung der Verformung (konkave Verformung der Platten < 2,0 mm) infolge Kriechen, Schwinden und thermischer Verformung. Die Platte muss hinsichtlich Porosität und Kapillarität derart optimiert sein, dass sie einen hohen Widerstand gegen Verschmutzungen aufweist (kein kapillares Saugen und/oder sehr geringe Wasseraufnahme < 1,0 % nach DIN EN 1338/1339).
Bodenplatten, die die obengenannten Mindestanforderungen erfüllen, können mit unterschiedlichen Produktionstechniken hergestellt werden. Zu diesen zählen unter anderem das Gießverfahren, Nasspressverfahren, Rüttelpressverfahren, Hammerwerkverfahren sowie das Hermetikverfahren.
Nach derzeitigem Stand ist die wirtschaftliche Herstellung von Mehrschichtplatten nach dem Hermetikverfahren möglich. Das Hermetikverfahren dient meist der Herstellung von zweischichtigen Terrassen- und Gehwegsplatten, sowie von großformatigen Platten für öffentliche Plätze und Gebäude in hoher Qualität und Dichte. Es können auch dünne einschichtige Platten für den Innenbereich und die Gebäudeverkleidung durch das Hermetikverfahren hergestellt werden.
Die sichtbare, nach oben bzw. außen gerichtete Schicht wird als Vorsatzschicht, die nicht sichtbare, nach unten bzw. innen gerichtete Schicht als Kern- oder Hinterfüllungsschicht bezeichnet. Sowohl Vorsatz- als auch Kernschicht müssen Anforderungen aus dem Fertigungsprozess erfüllen. Die Vorsatzschicht wird zunächst fließfähig hergestellt, damit sie nach dem Einfüllen die Ecken der Schalung ausfüllt und sich bereits ansatzweise nivellieren kann. Unterstützt werden kann die Nivellierung durch Vibration bzw. Aufdrücken von Vorsatzverteilungsplatten. Die Kernschicht hingegen wird in der Regel trocken bis erdfeucht hergestellt und üblicherweise mittels eines Einfülltrichters und eines Schiebers in möglichst homogener Schichtdicke auf die Vorsatzschicht aufgebracht. Durch das Verpressen beider Lagen, bei dem überschüssiges Wasser aus der Vorsatzschicht in die Kernschicht gepresst wird und zudem eine starke Verdichtung vorgenommen wird, ergibt sich im Produktionsprozess eine sofort ausschalbare, standfeste Mehrschichtplatte, die mittels Vakuumhebevorrichtungen entnommen und auf Paletten gelagert werden kann. Nach dem Hermetikverfahren hergestellte Produkte zeichnen sich durch eine besondere Oberflächenqualität aus, die sich gut zur Weiterbearbeitung mittels Schleifen, Bürsten und Strahlen eignet. Zudem lässt sich mit dem Hermetikverfahren ein sofort ausschalbares standfestes und lagerfähiges Produkt herstellen.
Nach derzeitigem Stand können Bodenplatten ab 30 mm Dicke bis 400 mm Kantenlänge und ab 40 mm Dicke mit Kantenlängen von bis zu 800 mm mittels Hermetikverfahren gefertigt werden. Großformatige dünne Mehrschichtplatten, die ein größeres Kantenlänge-Dicke- Verhältnis aufweisen, sind jedoch mit den bisherigen Produktionstechniken nicht oder nicht zufriedenstellend herstellbar. Insbesondere sind die mechanischen Eigenschaften und damit die Gebrauchstauglichkeit solcher großformatigen dünnen Mehrschichtplatten häufig nicht zufriedenstellend.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, mit welchem insbesondere auch großformatige, dünne, direkt ausschalbare Mehrschichtplatten hergestellt werden können.
Beschreibung der Erfindung
Die obengenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer hydraulisch gebundenen Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatzschicht und mindestens einer Kernschicht gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a. Einbringen einer fließfähigen Vorsatzmischung in eine Form, wobei die Vorsatzmischung mindestens folgende Komponenten enthält: i. Vorsatzleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel und
2. Wasser; sowie 11. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer 100,0 pm aufweist; wodurch eine Vorsatzmischungsschicht ausgebildet wird; b. Einbringen einer trockenen bis erdfeuchten Kemmischung in die Form, wobei die Kemmischung mindestens folgende Komponenten enthält: i. Kemleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel,
2. Feinststoff, wobei der Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von bis zu 100,0 pm aufweist, und
3. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer als 100,0 pm aufweist; wodurch eine Kernmischungsschicht ausgebildet wird, und c. Verpressen der Vorsatzmischungsschicht mit der Kemmischungsschicht in der Form zu einer hydraulisch gebundenen, direkt ausschalbaren Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatz schicht und mindestens einer Kernschicht, wobei in der Vorsatzmischungsschicht enthaltenes Wasser teilweise oder ganz in die Kernmischungsschicht gepresst wird.
Unter direkt ausschalbar im Sinne der Erfindung wird insbesondere verstanden, dass die Mehrschichtplatte unmittelbar bzw. kurz nach dem Verpressen aus der Form entfernbar ist, z.B. mittels Vakuumhebung, und/oder eine Festigkeit aufweist, die eine weitere schalungsfreie Verarbeitung und Lagerung ermöglicht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Mehrschichtplatte hergestellt werden, welche ein Kantenlänge-Dicke-Verhältnis von über 20 aufweisen kann und sich gleichwohl durch eine hohe charakteristische Biegezugfestigkeit und/oder eine hohe charakteristische Bruchlast auszeichnet. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zeigen sich insbesondere bei großformatigen Produkten. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Mehrschichtplatten mit Kantenlängen von über 800 mm und/oder Dicken von weniger als 40 mm, insbesondere Dicken von 25 bis 35 mm, herzustellen. Überraschend wurde festgestellt, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mehrschichtplatten trotz des größeren Kantenlänge-Dicke-Verhältnisses eine hohe Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit aufweisen und sich hervorragend zur Verwendung als Bodenbelag, insbesondere für Außenanwendungen, eignen.
Zur Herstellung einer großformatigen Mehrs chichtplatte, die alle Mindestanforderungen an Bodenbeläge erfüllen, werden bei herkömmlichen Pressverfahren Kernmischungsschichten angewendet, bei denen nach dem Verpressen ein Hohlraumgehalt verbleibt, der Verdichtungsgrad daher unter dem Wert 1,0 liegt. Ein Verdichtungsgrad von weniger als 1,0 ist für ein gutes Verpressen des Wassers von der Vorsatzmischungsschicht in die Kernmischungsschicht notwendig. Ein hoher Verdichtungsgrad würde dazu führen, dass Überschusswasser am Rand der Platten nach dem Pressvorgang entstehen kann. Bei einem hohen Verdichtungsgrad in der Kemmischungschicht besteht zudem die Gefahr, dass das Überschusswasser aus der Vorsatzmischungsschicht nicht bis zur Unterseite der Kernmischungsschicht dringen kann. Dadurch können sich Schichten mit unterschiedlichem Wassergehalt in der Kemmischungsschicht bilden, welches zu einer ungleichmäßigen bzw. unvollständigen Aktivierung des hydraulischen Bindemittels in der Kernmischungsschicht und zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Mehrschichtplatte führen würde. Zudem können Kernmischungen, die einen hohen Feinststoffgehalt und niedrigen Wassergehalt aufweisen, zu Problemen beim Mischprozess führen, wie beispielsweise, unzureichende Dispergierung der Feinstbestandteile, Klumpenbildung und Staubentwicklung. Zudem kann ein unzureichend gemischter Kernbeton problematisch in Hinblick auf die Verdichtungsfähigkeit wie auch die späteren Festbetoneigenschaften sein.
Die vorliegende Erfindung stellt nun ein Herstellungsverfahren bereit, in welchem die Vorsatz- und Kernmischungsschichten optimal Zusammenwirken, um eine Mehrschichtplatte mit einer optimierten Packungsdichte und einem optimierten Wasseranspruch herzustellen.
Ohne an bestimmte Theorie gebunden zu sein, scheint das Zusammenwirken des im Kemleim enthaltenen Feinststoffs mit dem im Kernleim enthaltenen Zuschlagsstoff für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich zu sein. Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, der geringer als der mittlere Durchmesser d50 des hydraulischen Bindemittels ist, füllt die Zwischenräume der Bindemittelpartikel anstelle von Hohlraumwasser aus. Feinststoffe mit einem bindemittelähnlichen mittleren Durchmesser d50 füllen zwar nicht die Zwischenräume aus, weisen jedoch trotzdem einem geringeren Wasseranspruch als das Bindemittel auf. Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, der zwar höher ist als das Durchmesser d50 des hydraulischen Bindemittels, jedoch maximal 100 pm beträgt, sowie Zuschlagstoff mit einem mittleren Durchmesser d50, der höher ist als 100 pm, reduzieren vermutlich die Dichte der Mischung beim Ausspressen des Überschusswassers aus der Vorsatzmischungsschicht, was das Einpressen des Wassers aus dem Vorsatzmischungsschicht in die Kernmischungsschicht begünstigt.
Entgegen den Erwartungen beeinträchtigt der Feinststoffanteil in der Kernleimmischung ein ausreichendes Verpressen des Überschusswassers von der Vorsatzmischungsschicht in die Kernmischungsschicht nicht. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kemmischung weist vielmehr ein optimales Wasser-Pulver- Verhältnis auf, das eine hervorragende Verarbeitbarkeit der Kernmischung sowie Festigkeit und Beständigkeit der Mehrschichtplatten ermöglicht.
Die Kemmischung enthält mindestens folgende Komponenten: i. Kemleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel,
2. Feinststoff, wobei der Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von bis zu 100,0 pm aufweist, und
3. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer als 100,0 pm aufweist.
Durch das Einbringen der Kemmischung in die Form wird eine Kernmischungsschicht ausgebildet.
Die Kernmischung weist beim Einbringen in die Form eine trockene bis erdfeuchte Konsistenz auf. Vorzugsweise weist die Kernmischung beim Einbringen in die Form eine Konsistenz von höchstens Konsistenzklasse Fl gemäß DIN 1045-2 und/oder EN 206 auf. Nach DIN 1045-2 weist die Konsistenzklasse Fl ein Ausbreitmaß von < 340 mm und eine steife Konsistenz auf, wohingegen die höheren Konsistenzklassen F2 bis F6 ein größere Ausbreitmaße sowie weichere bzw. fließfähigere Konsistenzen aufweisen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kernmischungsschicht vor dem Verpressen gemäß Schritt c. eine Konsistenz von höchstens Konsistenzklasse Fl gemäß DIN 1045-2 und/oder EN 206, aufweist.
Die Kernmischungsschicht wird durch Einbringen einer trockenen bis erdfeuchten Kernmischung in eine Form gebildet, wobei die Kernmischung mindestens Kernleim und Zuschlagstoff enthält. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Kernmischung, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Kernmischung, mindestens 450 kg/m3, insbesondere 450 bis 1250 kg/m3, weiter bevorzugt 600 bis 1250 kg/m3 Kernleim.
Feinststoff
Erfindungsgemäß enthält der Kemleim Feinststoff. Feinststoff im Sinne der Erfindung sind Stoffe, die einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von bis zu 100,0 pm aufweisen. Unter „mittleren Durchmesser“ im Sinne dieser Erfindung ist immer der mittlere Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 zu verstehen.
Erfindungsgemäß kann der Kemleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser von 1,0 bis 100,0 pm enthalten. In einer bevorzugten Ausführung enthält der Kernleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von 1,0 bis 100,0 pm in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Kernleim Feinststoff enthält, der einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, aufweist, der geringer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des im Kemleim enthaltenen hydraulischen Bindemittels. Dieser Feinststoff füllt die Zwischenräume der hydraulischen Bindemittelpartikeln anstelle von sogenanntem Hohlraumwasser, wodurch eine höhere Packungsdichte und ein reduzierter Wasseranspruch erreicht werden können. Zudem kann solch ein Feinststoff einen Teil des hydraulischen Bindemittels ersetzen, was im Falle eines Zementersatzes zu einem reduzierten Klinkergehalt mit einem geringeren Ausblühpotenzial führen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Kernleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser, der geringer ist, als der mittlere Durchmesser des hydraulischen Bindemittels, in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-% bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff. In einer weiteren Ausführung enthält der Kemleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser, der geringer ist als der mittlere Durchmesser des hydraulischen Bindemittels, in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-% bezogen auf das Gesamtvolumen des hydraulischen Bindemittels und des Feinststoffs des Kernleims.
Besonders bevorzugt weist der im Kemleim enthaltene Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 30,0 pm, vorzugsweise von 1,0 bis 5,0 pm, auf. In einer bevorzugten Ausführung enthält der Kemleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 30,0 pm in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff. Besonders bevorzugt enthält der Kemleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 5,0 pm in einer Menge von 5 bis 20 Vol-.%, insbesondere von 8 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff.
Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, wenn der Kemleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 30,1 bis 100,0 pm in einer Menge von 0 bis 45 Vol.-%, insbesondere von 0 bis 25 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kemleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser von 30,1 bis 100,0 pm in einer Menge von 0 Vol.-% auf.
Erfindungsgemäß kann der Feinststoff eine Gesteinskörnung, insbesondere eine Gesteinskömung auf Basis von Quarz und/oder Kalkstein sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht es vor, dass der Feinststoff mindestens ein inertes Gesteinsmehl enthält, vorzugsweise ein inertes Gesteinsmehl ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalkstein, Dolomit und Quarz, oder einer Kombination davon. In einer Ausführung enthält der Kemleim inertes Gesteinsmehl Feinststoff in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-%, insbesondere von 20 bis 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff.
Es ist des Weiteren bevorzugt vorgesehen, dass der Feinststoff mindestens einen hydraulisch aktiven Stoff enthält. In einer Ausführung enthält der Feinststoff mindestens einen hydraulisch aktiven, synthetisch hergestellten Stoff und/oder einen hydraulisch aktiven natürlichen Stoff. Vorzugsweise enthält der Feinststoff mindestens einen hydraulisch aktiven Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hüttensand, Mikrosilika und Flugasche, oder einer Kombination davon. In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung enthält der Feinststoff Mikrosilika. Besonders bevorzugt besteht der Feinststoff aus hydraulisch aktivem Stoff, insbesondere aus Mikrosilika. Besonders bevorzugt enthält der Kernleim hydraulisch aktiven Feinststoff, insbesondere Mikrosilika, in einer Menge von 5 bis 20 Vol-.%, insbesondere von 8 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumens von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff.
In einer bevorzugten Ausführung enthält der Feinststoff (a) inertes Gesteinsmehl ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus Kalksteinmehl, Dolomitmehl und Quarz oder einer Kombination davon in einer Menge von 10 bis 25 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumens von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff und (b) hydraulisch aktiven Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hüttensand, Mikrosilika und Flugasche, oder einer Kombination davon, in einer Menge von 8 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumens von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff.
In einer besonders bevorzugten Ausführung besteht der Feinststoff aus (a) inertem Gesteinsmehl ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus Kalksteinmehl, Dolomitmehl und Quarz oder einer Kombination davon in einer Menge von 10 bis 25 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumens von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff und (b) hydraulisch aktiven Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hüttensand, Mikrosilika und Flugasche, oder einer Kombination davon (insbesondere Mikrosilika) in einer Menge von 8 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumens von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff. Bindemittel
Unter hydraulischem Bindemittel im Sinne dieser Erfindung werden jegliche Bindemittel, die unter Zugabe von Wasser und ggfs. weiterer Bestandteile festigkeitsbildende Hydratphasen bilden, verstanden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das hydraulische Bindemittel in Schritt a. und/oder Schritt b. ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zement, hydraulisch wirksamen Zusatzstoffen, latent-hydraulischen oder puzzolanischen Zusatzstoffen, silikatischen Bindemitteln, oder einer Kombination davon.
Unter hydraulischem Bindemittel im Sinne dieser Erfindung sind auch geopolymere Bindemittel zu verstehen. Als geopolymeres Bindemitttel ist insbesondere slag-based geopolymeres Bindemittel, rock-based geopolymeres Bindemittel, fly ash-based geopolymeres Bindemittel (d.h. alkali -activated fly ash und/oder slag/fly ash-based), aluminsiumsilikatisches Bindemittel (alkali-activated aluminiumsilicates) sowie ferro-sialate-based geopolymeres Bindemittel geeignet. Derartige geopolymere Bindemittel sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und geläufig. Geopolymere Bindemittel können entweder als alleiniges hydraulisches Bindemittel eingesetzt werden oder in Kombination mit anderen hydraulischen Bindemitteln, insbesondere in Kombination mit Zement.
Es ist des Weiteren bevorzugt vorgesehen, dass das hydraulische Bindemittel in Schritt a. und/oder Schritt b. ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zement, Flugasche, Mikrosilika, Hüttensand, natürliche oder künstliche Puzzolane, Geopolymere, Metakaolin, kalzinierte Tone, oder einer Kombination davon..
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das hydraulische Bindemittel in Schritt a. und/oder Schritt b. Zement. Der Zement kann aus der Gruppe bestehend aus den Klassen CEM I und CEM IVA gemäß EN 197-1, oder einer Kombination davon, ausgewählt werden.
Es ist von Vorteil, wenn der Kemleim, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Kernmischung, mindestens 350 kg/m3, insbesondere 350 bis 1000 kg/m3, insbesondere 500 bis 1000 kg/m3, hydraulisches Bindemittel enthält. Es ist des Weiteren bevorzugt vorgesehen, dass der Kemleim hydraulisches Bindemittel, insbesondere Zement, in einer Menge von 60 bis 95 Vol.-%, insbesondere von 65 bis 80 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält.
Erfindungsgemäß enthält der Vorsatzleim mindestens hydraulisches Bindemittel und Wasser. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Vorsatzleim, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Vorsatzmischung, 350 bis 1000 kg/m3, insbesondere 500 bis 1000 kg/m3, hydraulisches Bindemittel enthält.
Der Vorsatzleim und der Kemleim können das gleiche oder unterschiedliche hydraulische Bindemittel enthalten. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung enthalten der Vorsatzleim und der Kernleim das gleiche hydraulische Bindemittel. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist das hydraulische Bindemittel des Vorsatzleims und des Kernleims Zement, insbesondere ein Zement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Klassen CEM I und CEM IVA gemäß EN 197-1, oder einer Kombination davon.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Vorsatzleim hydraulisches Bindemittel, insbesondere Zement, in einer Menge von 40 bis 91 Gew.-%, insbesondere von 50 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengeweicht des Vorsatzleims, enthält.
Die Kemmischung enthält ferner Zuschlagstoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620, größer als 100,0 pm. Vorzugsweise weist der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser auf, der größer als der mittlere Durchmesser des hydraulischen Bindemittels ist. Dies hat den Vorteil, dass der Zuschlagstoff die Verdichtungsfähigkeit der Kemmischung beim Auspressen des Überschusswassers aus der Vorsatzmischungsschicht verbessert und/oder das Einpressen des Wassers aus der Vorsatzmischungsschicht in die Kernmischungsschicht begünstigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der in der Kemmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Mischung enthaltend organische und/oder anorganische Stoffe ist, wobei die organischen und/oder anorganischen Stoffe optional ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus grobe Gesteinsmehle, mineralischer Zuschlag einschließlich Gesteinskömung nach EN 12620, Keramik, Glas, Kunstfasern, Naturfasern und biologische Bestandteile, insbesondere Gras, oder einer Kombination davon. Es ist des Weiteren bevorzugt vorgesehen, dass der in der Kernmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Gesteinskömung nach EN 12620 ist, vorzugsweise eine Gesteinskömung nach EN 12620 auf Basis von Quarz, Basalt, Granit, Kalk, Kalksplitt oder Mischungen davon. Es ist ferner bevorzugt, dass der in der Kernmischung und/oder Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Gesteinskörnung nach EN 12620 ist, die einen mittleren Durchmesser von 0,101 mm bis 5,000 mm, insbesondere von 0,125 mm bis 5,000 mm, vorzugsweise 0,250 mm bis 5,000 mm aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Zuschlagstoff eine Mischung verwendet, die in ihrer Zusammensetzung mittels Verfahren zur Bestimmung der optimalen Sieblinie so optimiert ist, dass sich ein minimaler Hohlraum für Zuschlagstoffmischungen mit einem Kleinstkom, der größer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des hydraulischen Bindemittels, ergibt. Wasserbindemittelwert
In einer Ausführung weist die in die Form eingebrachte Kernmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert (W/B) von 0,10 bis 0,40, vorzugsweise 0,12 bis 0,20, auf, bezogen auf das Verhältnis von Wasser zur Summe von hydraulischem Bindemittel und Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser von 1,0 bis 100,0 pm, insbesondere von 1,0 bis 30,0 pm.
Ein zu geringer Wassergehalt kann die spätere Festigkeit negativ beeinflussen. Der W/B-Wert im Kembeton sollte nach dem Verpressen daher nicht zu niedrig sein. Es ist demnach bevorzugt, dass die in die Form eingebrachte Kernmischung nach dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert von 0,20 bis 0,45, vorzugsweise von 0,21 bis 0,28 aufweist, bezogen auf das Verhältnis von Wasser zur Summe von hydraulischem Bindemittel und Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von 1,0 bis 100,0 pm, insbesondere von 1,0 bis 30,0 pm. In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die in die Form eingebrachte Kernmischung nach dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert von 0,22 bis 0,24 auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass Wasser aus der Vorsatzmischungsschicht in die Kernmischungsschicht eingepresst wird. Dadurch ist der W/B-Wert der Vorsatzmischungsschicht nach dem Verpressen in der Regel niedriger als vor dem Verpressen. Umgekehrt ist der W/B-Wert der Kernmischungsschicht nach dem Verpressen in der Regel höher als vor dem Verpressen. Es ist des Weiteren vorgesehen, dass die in die Form eingebrachte Kernmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert aufweist, der gleich oder niedriger ist als der Wasserbindemittelwert der in die Form eingebrachten Vorsatzmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c.
In einer besonderen Ausführung weist die in die Form eingebrachte Kernmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert auf, der 15% oder weniger von der in die Form eingebrachten Vorsatzmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c) abweicht, bezogen auf den Wasserbindemittelwert der in die Form eingebrachten Vorsatzmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c). Diese Ausführung ist insbesondere vorteilhaft wenn ein UHPC-Beton (ultra high performance concrete) als Vorsatzschicht verwendet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die in Schritt b. eingesetzte Kernmischung durch einen verhältnismäßig hohen Leimsättigungsgrad (LSG) aus. Der LSG ist eine Maßzahl für den Grad der Füllung des von der Gesteinskörnung vorgegebenen Hohlraums mit Bindemittelleim. Er lässt sich mit der folgenden Formel (1) berechnen:
LSG . Leimsättigungsgrad [-]
VL Leimvolumen (Anteil des Wassers und der Feinstoffe < 100pm je m3 Beton) [m3/m3] VG.H.P Hohlraumgehalt der Zuschlagstoffmischung 100pm im gepressten Zustand [m3/m3]
VG,H,P lässt sich folgende berechnen:
Vc.H.pHohlraumgehalt der Zuschlagstoffmischung 100 um im gepressten Zustand [m3/m3]
VG,P -- gemessenes Volumen der Zuschlagstoffmischung 100pm im gepressten Zustand [m3]
Vc.id-- idealisiertes Volumen der Zuschlagstoffinischung > lOOum ohne Berücksichtigung des Luftvolumens [m3]
Der Pressversuch mit der Hermetikpresse zur Bestimmung des Hohlraumgehaltes VG,P kann wie folgt durchgeführt werden: • Gesteinskörnungsmenge > 100 pm wird in eine Pressform (z.B. Laborhermetikpresse) eingefüllt und mittels Stahllineal o.ä. möglichst gleichmäßig verteilt.
• Die eingefüllte Menge der Gesteinskörnungen wird danach mit 20 MPa für 10 s gepresst.
• Anschließend wird an den 4 Ecken der Pressform j eweils der Abstand hi zwischen dem oberen Rand der Form und der Oberkante der Platten abgemessen. Hiermit wird dann das tatsächliche Volumen der gepressten Platte VG,P ermittelt.
Das idealisierte Volumen der Zuschlagstoffmischung > lOOum ohne Berücksichtigung des
Luftvolumens [m3] (Vc.id) lässt sich folgt berechnen:
Theoretisch wäre ein LSG von 1 ein idealtypischer Zustand, bei dem eine maximale Packungsdichte vorliegt. Diese maximale Packungsdichte wird aber in der Praxis in der Regel nicht erreicht, da neben einem Anteil an Luftporen, der zu 1,0 bis 1,5 Vol.-% angenommen werden kann, der Grad der Verdichtung bzw. die Verdichtbarkeit eine wesentliche Rolle spielt. Ein deutlicher Anstieg der Festigkeit der Mehrschichtplatte im erhärteten Zustand kann durch die Erhöhung des LSG der Kemmischung erzielt werden. Allerdings ist eine Erhöhung des LSG auf Werte von über 1,1 für übliche Kernmischungen unvorteilhaft, da dies zu einer Reduktion der Biegezugfestigkeit der Mehrschichtplatte führen kann. Es hat sich nun herausgestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren Anstieg der charakteristischen Biegezugfestigkeit ermöglicht, und zwar bis zu einem LSG der Kernmischung von etwa 1,5. Dadurch kann eine höhere Festigkeit erzielt werden, als dies bei bekannten Mehrschichtplatten möglich war.
In einer bevorzugten Ausführung wird die in der Kemmischung enthaltene Menge an Kernleim derart berechnet, dass sich ein Leimsättigungsgrad für die Kemmischung, berechnet nach Formel (1), von 1,0 bis 1,5, vorzugsweise von 1,1 bis 1,4, ergibt.
Leimschichtdicke
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass ein hoher Verdichtungsgrad und/oder eine hohe Packungsdichte bereits bei einer geringen Leimschichtdicke (LSD) der Kemleimschicht erreicht werden können. Unter Leimschichtdicke (LSD) ist die rechnerische LSD, die sich nach dem Verpressen gemäß Formel (2) ergibt, zu verstehen:
LSD . Leimschichtdicke [um/
VL ....Leimvolumen (Volumen der Feinanteile (Größtkorn < 100 m) und Wasser) [m3/m3]
VG.H.P Hohlraumgehalt der Gesteinskörnungsmischung > 100 m im gepressten Zustand [m3/m3] mg Masse der der Gesteinskörnungsmischung > 100 um je m3 Beton [kg/m3]
SG .... Spezifische Oberfläche der Gesteinskörnungen > 100pm [m2/kg3]
Bei der Berechnung der spezifischen Oberfläche der Gesteinskömungen SG werden die Kornform der Gesteinskörnungen (Komformfaktor) und die Sieblinien der Gesteinskörnungen berücksichtigt. In einer bevorzugten Ausführung wird die in der Kemmischung enthaltene Menge an Kernleim derart berechnet, dass sich eine Leimschichtdicke, berechnet nach Formel 2, von höchstens 30,0 pm, insbesondere von höchstens 20,0 pm oder von 3,0 bis 20,0 pm, für die Kemleimschicht ergibt.
Vorsatzmischung
Die in Schritt a. des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Vorsatzmischung enthält mindestens folgende Komponenten: i. Vorsatzleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel, und
2. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer 100,0 pm aufweist.
Wesentlich ist, dass die Vorsatzmischung eine weiche bis fließfähige Konsistenz aufweist. In einer bevorzugten Ausführung weist die Vorsatzmischungsschicht vor dem Verpressen gemäß Schritt c. eine Konsistenz von mindestens Konsistenzklasse F5 gemäß DIN 1045-2 und/oder EN 206, insbesondere eine Konsistenz gemäß einer der Konsistenzklassen F5 oder F6, auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Vorsatzmischung, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Vorsatzmischung, 450 bis 1250 kg/m3, insbesondere 600 bis 1250 kg/m3, Vorsatzleim enthält.
Es ist nicht zwingend, dass der Vorsatzleim Feinststoff enthält. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Vorsatzleim als weitere Komponente Feinststoff, insbesondere Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von bis zu 100,0 pm, enthält. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Vorsatzleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser von 1,0 bis 100,0 gm in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 45 Gew.-%, insbesondere von 20 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Vorsatzleims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht ferner vor, dass der Vorsatzleim Feinststoff enthält, der einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, aufweist, welcher geringer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des hydraulischen Bindemittels, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, noch bevorzugter 15 bis 45 Gew.-%, und am bevorzugtesten 20 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Vorsatzleims.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass der Vorsatzleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 30,0 gm, insbesondere 1,0 bis 5,0 gm, enthält, und zwar insbesondere in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 45 Gew.-%, insbesondere von 20 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Vorsatzleims.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält der Vorsatzleim als Feinststoff inertes Gesteinsmehl.
Weiter bevorzugt enthält der Vorsatzleim hydraulisch aktiven Feinststoff, insbesondere Mikrosilika, in einer Menge von 5 bis 20 Vol.-%, insbesondere von 8 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumens von im Vorsatzleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff.
Die in Schritt a. des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Vorsatzmischung enthält ferner Zuschlagstoff. Der Zuschlagstoff, der für die Kemmischung geeignet ist, ist grundsätzlich auch für die Vorsatzmischung geeignet. Der Zuschlagstoff in der Vorsatzmischung weist einen mittleren Durchmesser auf, der größer als der mittleren Durchmesser des hydraulischen Bindemittels, insbesondere größer als 100,0 pm ist. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der in der Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser von 0,101 mm bis 5,000 mm, insbesondere von 0,125 mm bis 5,000 mm bzw. 0,250 mm bis 5,000 mm, auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der in der Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Gesteinskömung ist, insbesondere eine Gesteinskömung auf Basis von Quarz, Basalt, Granit, Kalk, Kalksplitt oder Mischungen davon. Vorteilhaft ist ferner, wenn der in der Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Gesteinskömung mit einem mittleren Durchmesser von 0,101 mm bis 5,000 mm, insbesondere von 0,125 mm bis 5,000 mm bzw. 0,250 mm bis 5,000 mm ist.
Vorteilhaft ist ferner, wenn der Zuschlagstoff eine Mischung enthaltend organische und/oder anorganische Stoffe ist, wobei die organischen und/oder anorganischen Stoffe optional ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus grobe Gesteinsmehle, mineralischer Zuschlag einschließlich Gesteinskömung nach EN 12620, Keramik, Glas, Kunstfasern, Naturfasern und biologische Bestandteile, insbesondere Gras, oder einer Kombination davon.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Zuschlagstoff eine Mischung, die in ihrer Zusammensetzung mittels Verfahren zur Bestimmung der optimalen Sieblinie so optimiert ist, dass sich ein minimaler Hohlraum für Zuschlagstoffmischungen mit einem Kleinstkorn, der größer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des hydraulischen Bindemittels, ergibt.
Vorzugsweise enthält die Vorsatzmischung mindestens die folgenden Komponenten: i. Vorsatzleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel, 2. Feinststoff, wobei der Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 aufweist, der maximal 100,0 pm ist, und
3. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 aufweist, der größer als 100,0 pm ist;
Bezüglich der Inhaltsstoffe der Vorsatzmischung, insbesondere in Bezug auf hydraulisches Bindemittel, Feinststoff, Zuschlagsstoff und Zusatzmittel, gilt, soweit nicht anders angegeben, das oben Angegebene, insbesondere das oben im Zusammenhang mit der Kemmischung Angegebene, entsprechend.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die in die Form eingebrachte Vorsatzmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert (W/B) von höchstens 0,60, vorzugsweise höchstens 0,40, vorzugsweise von 0,20 bis 0,40, bezogen auf das Verhältnis von Wasser zur Summe von hydraulischem Bindemittel und Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser von 1,0 bis 100,0 pm, insbesondere von 1,0 bis 30 pm, auf.
Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
Die Schritte a. und b. des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge (zunächst Schritt a., danach Schritt b.) oder in umgekehrter Reihenfolge (zunächst Schritt b, danach Schritt a.) durchgeführt werden. In ersterem Fall wird die trockene bis erdfeuchte Kernmischung in der Form auf die bereits ausgebildete fließfähige Vorsatzmischungsschicht aufgebracht. Dies ist der Regelfall. Es ist jedoch auch möglich, wenngleich weniger bevorzugt, zunächst die trockene bis erdfeuchte Kernmischung in die Form einzubringen und auf der Kernmischungsschicht sodann die fließfähige Vorsatzbetonmischung aufzubringen.
Sowohl die Kernmischung als auch die Vorsatzmischung können darüber hinaus ein oder mehrere Zusatzmittel gemäß EN 934 enthalten. Die Verwendung von geeigneten Zusatzmitteln, die einerseits eine bessere Dispergierung und Benetzung von hydraulischem Bindemittel, insbesondere Zement, und Zusatzstoffen bereits während des Mischprozesses bewirken und andererseits die Reibungskräfte zwischen den Feinststoffbestandteilen reduzieren können, kann sich positiv auf das Verarbeitungs- und Verdichtungsvermögen auswirken.
In einer bevorzugten Ausführung enthält die Kernmischung und/oder die Vorsatzmischung als weiteren Bestandteil 0,01 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des hydraulischen Bindemittels, Zusatzmittel gemäß EN 934. Vorzugsweise wird das Zusatzmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Betonverflüssiger, Fließmittel, Stabilisierer, Luftporenbildner, Beschleuniger, Verzögerer, Schwindreduzierer und Dichtungsmittel, oder einer Kombination davon. Bevorzugt enthält die Kemmischung und/oder die Vorsatzmischung als weiteren Bestandteil 0,01 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des hydraulischen Bindemittels, Fließmittel. Das Fließmittel wird vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus grenzflächenaktiven Stoffen, insbesondere Naphthalinsulfonaten und/oder Ligninsulfonaten, und dispergierenden Stoffen, insbesondere Melaminharzen, Polycarboxylaten und Polycarboxylatethem, oder einer Kombination davon, ausgewählt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Fließmittel ein Polycarboxylat, Polyarylether oder Polycarboxylatether eingesetzt.
Beim Verpressen gemäß Schritt c. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der Vorsatzmischungsschicht enthaltenes Wasser teilweise in die Kemmischungsschicht gepresst. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Druck beim Verpressen gemäß Schritt c. mindestens 0,5 N/mm2, insbesondere mindestens 10 N/mm2, vorzugsweise mindestens 15 N/mm2. Vorzugsweise erfolgt das Verpressen gemäß Schritt c. mit einer Presszeit von 5 bis 60 Sekunden, insbesondere von 5 bis 40 Sekunden oder 5 bis 15 Sekunden. Das Verpressen gemäß Schritt c. kann in einem Pressvorgang oder in mindestens zwei aufeinander folgenden Pressvorgängen bei gleicher oder unterschiedlicher Intensität erfolgen. Bevorzugt ist das Verpressen in einem Pressvorgang vorgesehen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Verpressen gemäß Schritt c. in einer Hermetikpresse.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar oder hergestellt ist.
Die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte kann beliebige Dimensionen aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Mehrschichtplatte um eine relative großformatige hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte, z.B. um eine Mehrschichtplatte mit einer Länge von mindestens 300, 400, 500, 600, 700 oder 800 mm. In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte eine Länge von 800 bis 1200 mm auf.
Die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte kann alle üblichen Flächenmaße aufweisen und ist nicht auf großformatige Mehrschichtplatten begrenzt. Die Vorteile der Erfindung treten j edoch besonders deutlich bei der Herstellung von großformatigen Mehrschichtplatten hervor. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte eine Fläche von mindestens 0,16 m2, insbesondere von 0,18 bis 1,44 m2, 0,32 bis 1,44 m2, 0,18 bis 0,83 m2 oder 0,32 bis 0,83 m2 auf. Besonders bevorzugt ist eine hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte, die eine Fläche von 0,32 bis 1,44 m2 aufweist.
Die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte ist in ihrer Dicke nicht begrenzt und kann eine beliebige Dicke aufweisen. Die Vorteile der Erfindung treten jedoch besonders deutlich bei der Herstellung von relativ dünnen Mehrschichtplatten hervor. Bevorzugt ist demgemäß eine hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte, die eine Dicke von höchstens 40,0 mm, insbesondere von 15,0 bis 40,0 mm, aufweist.
Die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte weist ferner einen verhältnismäßig hohen Verdichtungsgrad auf. Unter Verdichtungsgrad (VG) ist das Verhältnis zwischen der rechnerischen maximalen Rohdichte der Mischung einer idealisierten Platte ohne Luft und der gemessenen Rohdichte der hergestellten Platte nach dem Pressvorgang zu verstehen. Der Verdichtungsgrad rechnet sich insbesondere nach Formel (3):
VG = PFB d PFB
VG... Verdichtungsgrad [-]
PFB, id. errechnete, theoretisch maximale Rohdichte der Mischung im frischen Zustand (ohne Luft) [kg/m3]
PFB gemessene Rohdichte der Platte nach dem Pressvorgang [kg/m3]
In einer bevorzugten Ausführung weist die Kernmischungsschicht einen Verdichtungsgrad, bestimmt gemäß Formel (3), von 0,93 bis 0,99, insbesondere von 0,97 bis 0,99, auf.
Die erfindungsgemäße hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte zeichnet sich ferner durch eine verhältnismäßig hohe Packungsdichte der Kemmischungsschicht aus. Unter Packungsdichte ist die Packungsdichte aller Feststoffe der Kemschichtmischung im gepressten Zustand zu verstehen. Die Packungsdichte kann insbesondere wie folgt berechnet werden:
PDp ..Packungsdichte aller Feststoffe des Kernschichtmischung im gepressten Zustand [-
VF, id... idealisiertes Volumen aller Feststoffe des Kernschichtmischung ohne Berücksichtigung des Luftvolumens [m3]
Vp gemessenes Volumen des Kernschichtmischung der gepressten Platten ohne Wasser [m3] In einer bevorzugten Ausführung weist die Kemmischungsschicht eine Packungsdichte, bestimmt gemäß Formel (4), von 0,75 bis 0,85, insbesondere von 0,78 und 0,83, auf.
Weiter ist es vorteilhaft, dass die hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte eine charakteristische Biegezugfestigkeit, ermittelt nach DIN EN 1339, nach 7 Tagen Erhärtung, von mehr als 7,5 N/mm2 aufweist, insbesondere von mindestens 8,5 N/mm2 und besonders bevorzugt von mindestens 10,0 N/mm2.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Beispiele
A. Kem- und Vorsatzleim
Verschiedene Zusammensetzungen für Kem- und Vorsatzleim wurden entwickelt und getestet. Hierzu wurde der Wasseranspruch am Sättigungspunkt (Vw,s/Vp) und der Wasserbindemittelwert am Sättigungspunkt (ws/p) ermittelt.
1. Kernleim
2. Vorsatzleim
Vw,s/Vp bedeutet Wasseranspruch des Pulvers (bzw. des Feinststoffs im Sinne dieser Erfindung) am Sättigungspunkt. Hierfür wird vorzugsweise die Methode nach Marquardt I., beschrieben in Marquardt I: Ein Mischungskonzept für selbstverdichtenden Beton auf der Basis der Volumenkenngrößen und Wasser ansprüche der Ausgangsstoffe, Dissertation, Universität Rostock, 2001, übernommen und für die vorliegende Anwendung adaptiert. Hierfür wurde eine bestimmte Menge des trockenen Pulvers in einen Mischer gegeben, der in der Lage ist, Änderungen im Mischenergieeintrag bzw. seiner Leistungsaufnahme zu erfassen. Dann wurde Wasser kontinuierlich bei konstanter Drehgeschwindigkeit eingemischt und die Wasserzugabemenge mit Hilfe eines Durchflussmessers laufend gemessen. Am Höhepunkt der Leistungsaufnahme des Mischers, der dem maximalen Scherwi der stand entspricht, lässt sich erkennen, wann der Sättigungspunkt erreicht ist. Die Mischung wird "erdfeucht".
Der Wassergehalt im Gemisch kann zu jedem Zeitpunkt i angegeben werden, üblicherweise als „volumetrisches Wasserpulververhältnis" (Vw,i/Vp). Beim Sättigungspunkt entspricht dies der Wasseranspruch am Sättigungspunkt (Vw,s/Vp). ws/b bedeutet Wasserbindemittelwert am Sättigungspunkt und er bezieht sich auf das Verhältnis von Wasser zur Summe von hydraulischem Bindemittel und Feinststoff im Sinne der Erfindung.
Ein geringerer Vw,s/Vp bzw. ws/b Wert verweist auf einem niedrigeren Hohlraumgehalt bzw. einer höheren Packungsdichte. Durch das Auffüllen den Hohlraum zwischen den Bindemittelpartikeln, die sonst mit Hohlraumwasser befüllt werden müsste, entsteht ein reduzierter Wasserbedarf, um eine vergleichbare Verdichtbarkeit und Festigkeit zu erreichen.
Die oben beschriebenen Leimfeststoffzusammensetzungen sind besonders gut geeignet für deren Einsatz im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren. Die erfindungsgemäßen Kernleimzusammensetzungen verleihen nämlich der Kemmischungsschicht der Mehrschichtplatte eine hervorragende Verdichtbarkeit und Festigkeit bei reduziertem Wasserbedarf. Die erfindungsgemäßen Vorsatzleimzusammensetzungen verleihen der Vorsatzschicht der Mehrschichtplatte eine hervorragende Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit.
B. Herstellung einer Mehrschichtplatte
Aus den oben angegebenen Vorsatz- und Kemmischungen wurde eine Mehrschichtplatte wie folgt hergestellt:
Beispiel 5
Vorsatzmischung
166,9 kg/m3 CEM I 42,5 R, kg/m3 241 CEM I 52,5 N wurden mit 137,1 kg/m3 Dolomitmehl 0,0-0, 3 mm, 161,8 kg/m3 Quarz-Feinsand 0,0-0, 5 mmF12, 529,2 kg/m3 Granit-Feinsand (0,1- 1,0 mm), 147,3 kg/m3 Kalksteinsplitt (0, 1-0,6 mm), 219,4 kg/m3 Kalksteinsplitt (0,6-1, 2 mm) und 361,5 kg/m3 Kalksteinsplitt (1, 5-3,0 mm) in einem Eiri ch-Mi scher 8L (5L effektives Volumen) für 60 Sekunden bei 200 U/min gemischt. Danach wurde 31,2 kg/m3 Kalksteinmehl (0,5 - 3,0 pm; d50 = l,2pm) und 31,2 kg/m3 Mineralische Plastifizierer (1,0 - 25pm; d50 = 4,5 pm) zugegeben und für 120 Sekunden bei 200 U/min gemischt. Anschließend wurde 270,8 kg/m3 Wasser und 3,77 kg/m3 Fließmittel auf Basis von Polycarboxylatehter zugegeben und für 120 Sekunden bei 200 U/min gemischt. Zuletzt wurde die gesamte Mischung für 120 Sekunden bei 200 U/min gemischt. Die so erhaltene Vorsatzmischung wies ein Ausbreitmaß nach 7 Minuten von 345 mm auf, was einer fließfähigen Konsistenz entspricht.
Kernmischung
779,9 kg/m3 Zement CEM I 42,5 R wurden mit 251,3 kg/m3 Quartzmehl (100-200 pm), 703,6 kg/m3 Kalkstein-Feinsand (0,3-0, 8 mm) und 310,2 kg/m3 Basalt 1-3 mm in einem Eirich- Mischer 8L (5L effektives Volumen) für 60 see bei 150 U/min gemischt. Danach wurde 126,09 kg/m3 Wasser und 3,86 Fließmittel auf Basis von Polycarboxylatehter zugegeben und für 60 see bei 150 U/min gemischt. Im Anschluss wurden 218,4 kg/m3 Quarzmehl (2,0-100,0pm; d50 = 15pm) und 101,4 kg/m3 RW Quarzmehl (2,0- 100,0pm; d50 = 5pm) zugegeben und für 120 see bei 150 U/min gemischt. Zuletzt wurden 14,01 kg/m3 Wasser zugegeben und für 60 see bei 150 U/min gemischt. Es wurde eine fließfähige Kemmischung erhalten.
Einbringen und Verpressen
Die vorbereitete fließfähige Vorsatzmischung wurde in eine 800 mm 400 mm große Hermetikpressform vom Typ OCEM Labor-Schiebtischpresse 100 to eingebracht und möglichst gleichmäßig in der Form verteilt. Die Schichtdicke der Vorsatzmischung nach dem Einbringen in die Form (d.h. die Dicke der Vorsatzmischungsschicht) betrug etwa 6 mm. Anschließend wurde die vorbereitete erdfeuchte Kernmischung mittels eines Einfülltrichters und eines Schiebers in möglichst homogener Schichtdicke (ca. 29 mm) auf die Vorsatzmischungsschicht aufgebracht. Die Kernmischungschicht und die Vorsatzmischungsschicht wurden in der Hermetikpresse bei einem Druck von etwa 15,0 MPa für etwa 10 Sekunden zusammengepresst. Die erhaltene Mehrschichtplatte wurde unmittelbar nach dem Verpressen ausgeschalt. Der W/B-Wert der Kemmischungsschicht betrug 0,159, der W/B-Wert der Vorsatzmischungsschicht 0,664.
Die Kemmischungsschicht wies nach dem Verpressen eine Schichtdicke von 24 mm, die Vorsatzmischungsschicht eine Schichtdicke von 6 mm auf. Die Gesamtdicke der erhaltenen
Mehrschichtplatte betrug 30 mm. Trotz ihrer relativ geringen Dicke wies die Mehrschichtplatte eine charakteristische Biegezugfestigkeit, ermittelt nach DIN EN 1339, nach 7 Tagen Erhärtung, von 10,9 N/mm2 auf und zeichnete sich durch eine ausgezeichnete Tragfähigkeit und hervorragende Gebrauchstauglichkeit aus.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer hydraulisch gebundenen Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatzschicht und mindestens einer Kernschicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a. Einbringen einer fließfähigen Vorsatzmischung in eine Form, wobei die Vorsatzmischung mindestens folgende Komponenten enthält: i. Vorsatzleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel und
2. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer 100,0 pm aufweist; wodurch eine Vorsatzmischungsschicht ausgebildet wird; b. Einbringen einer trockenen bis erdfeuchten Kernmischung in die Form, wobei die Kernmischung mindestens folgende Komponenten enthält: i. Kemleim enthaltend mindestens
1. hydraulisches Bindemittel,
2. Feinststoff, wobei der Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von bis zu 100,0 pm aufweist, und
3. Wasser; sowie ii. Zuschlagstoff, wobei der Zuschlagstoff einen mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 und/oder nach EN 12620 größer als 100,0 pm aufweist; wodurch eine Kemmischungsschicht ausgebildet wird, und c. Verpressen der Vorsatzmischungsschicht mit der Kernmischungsschicht in der Form zu einer hydraulisch gebundenen, direkt ausschalbaren Mehrschichtplatte mit mindestens einer Vorsatzschicht und mindestens einer Kemschicht, wobei in der Vorsatzmischungsschicht enthaltenes Wasser teilweise oder ganz in die Kernmischungsschicht gepresst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von 1,0 bis 100,0 pm in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kemleim Feinststoff enthält, der einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, aufweist, der geringer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des im Kemleim enthaltenen hydraulischen Bindemittels.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Kernleim enthaltene Feinststoff einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 30,0 pm, insbesondere von 1,0 bis 5,0 pm, aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 30,1 bis 100,0 pm in einer Menge von 0 bis 45 Vol.-%, insbesondere von 0 bis 25 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 30,0 pm in einer Menge von 5 bis 45 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 5,0 pm in einer Menge von 5 bis 20 Vol-.%, insbesondere von 8 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kernleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzleim als weitere Komponente Feinststoff, insbesondere Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von bis zu 100,0 pm, enthält.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzleim Feinststoff enthält, der einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, aufweist, der geringer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des hydraulischen Bindemittels enthält.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzleim Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 30,0 pm, insbesondere 1,0 bis 5,0 pm, enthält.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinststoff in Schritt a und/oder Schritt b. mindestens ein inertes Gesteinsmehl enthält, vorzugsweise ein inertes Gesteinsmehl ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kalkstein, Dolomit und Quarz, oder einer Kombination davon.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinststoff in Schritt a. und/oder b. mindestens einen hydraulisch aktiven Stoff enthält, insbesondere einen hydraulisch aktiven natürlichen oder synthetisch hergestellten Stoff.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulisch aktive Stoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hüttensand, Mikrosilika und Flugasche, oder einer Kombination davon.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleim, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Kemmischung, 350 bis 1000 kg/m3, insbesondere 500 bis 1000 kg/m3, hydraulisches Bindemittel enthält.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzleim, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Vorsatzmischung, 350 bis 1000 kg/m3, insbesondere 500 bis 1000 kg/m3, hydraulisches Bindemittel enthält.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bindemittel in Schritt a. und/oder Schritt b. ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zement, hydraulisch wirksamen Zusatzstoffen, latent-hydraulischen oder puzzolanischen Zusatzstoffen, silikatischen Bindemitteln, oder einer Kombination davon.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bindemittel in Schritt a. und/oder Schritt b. ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zement, Flugasche, Mikrosilika, Hüttensand, natürliche oder künstliche Puzzolane, Geopolymere, Metakaolin, kalzinierte Tone, oder einer Kombination davon.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bindemittel in Schritt a. und/oder Schritt b. Zement ist, insbesondere ein Zement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Klassen CEM I und CEM IVA gemäß EN 197-1, oder einer Kombination davon.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernleim hydraulisches Bindemittel, insbesondere Zement, in einer Menge von 60 bis 95 Vol.- %, insbesondere von 65 bis 80 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen von im Kemleim enthaltenen hydraulischem Bindemittel und Feinststoff, enthält.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmischung, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Kernmischung, 450 bis 1250 kg/m3, insbesondere 600 bis 1250 kg/m3, Kemleim enthält.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Kemmischung enthaltene Menge an Kernleim derart berechnet wird, dass sich ein Leimsättigungsgrad für die Kemmischung, berechnet nach der in der Beschreibung angegebenen Formel 1, von 1,0 bis 1,5, insbesondere von 1,1 bis 1,4, ergibt.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Kernmischung enthaltene Menge an Kemleim derart berechnet wird, dass sich eine Leimschichtdicke, berechnet nach der in der Beschreibung angegebenen Formel 2, von höchstens 30,0 pm, insbesondere von höchstens 20,0 pm oder von 3,0 bis 20,0 pm, für die Kernleimschicht ergibt.
23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzmischung, bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Vorsatzmischung, 450 bis 1250 kg/m3, insbesondere 600 bis 1250 kg/m3, Vorsatzleim enthält.
24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Form eingebrachte Kernmischung vor dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert (W/B) von 0,10 bis 0,40, vorzugsweise 0,12 bis 0,20, aufweist, bezogen auf das Verhältnis von Wasser zur Summe von hydraulischem Bindemittel und Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 1,0 bis 100,0 pm, insbesondere von 1,0 bis 30,0 pm.
25. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Form eingebrachte Kernmischung nach dem Verpressen gemäß Schritt c. einen Wasserbindemittelwert von 0,20 bis 0,45, insbesondere von 0,21 bis 0,28 oder 0,22 bis 0,24, aufweist, bezogen auf das Verhältnis von Wasser zur Summe von hydraulischem Bindemittel und Feinststoff mit einem mittleren Durchmesser d50 bestimmt nach ISO 13320:2009 von 1,0 bis 100,0 pm, insbesondere von 1,0 bis 30,0 pm.
26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzmischungsschicht vor dem Verpressen gemäß Schritt c. eine Konsistenz von mindestens Konsistenzklasse F5 gemäß DIN 1045-2 und/oder EN 206, aufweist.
27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmischungsschicht vor dem Verpressen gemäß Schritt c. eine Konsistenz von höchstens Konsistenzklasse Fl gemäß DIN 1045-2 und/oder EN 206, aufweist.
28. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmischung und/oder die Vorsatzmischung als weiteren Bestandteil von 0,01 bis 3,0 Gew - %, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des hydraulischen Bindemittels, Zusatzmittel gemäß EN 934 enthält, wobei das Zusatzmittel optional aus der Gruppe bestehend aus Betonverflüssiger, Fließmittel, Stabilisierer, Luftporenbildner, Beschleuniger, Verzögerer und Dichtungsmittel, oder einer Kombination davon, ausgewählt ist.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel gemäß EN 934 ein Fließmittel ist, insbesondere ein Fließmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus grenzflächenaktiven Stoffen, insbesondere Naphthalinsulfonaten und/oder Ligninsulfonaten, und dispergierenden Stoffen, insbesondere Melaminharzen, Polycarboxylaten und Polycarboxylatethern, oder einer Kombination davon, insbesondere Polycarboxylat, Polyacrylether und/oder Polycarboxylatether.
30. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kernmischung und/oder Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Mischung enthaltend organische und/oder anorganische Stoffe ist, wobei die organischen und/oder anorganischen Stoffe optional ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus grobe Gesteinsmehle, mineralischer Zuschlag einschließlich Gesteinskörnung nach EN 12620, Keramik, Glas, Kunstfasern, Naturfasern und biologische Bestandteile, insbesondere Gras, oder einer Kombination davon.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kemmischung und/oder der Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff und/oder Feinststoff eine Gesteinskörnung nach EN 12620 ist.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kernmischung und/oder der Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff und/oder Feinststoff eine Gesteinskömung nach EN 12620 auf Basis von Quarz, Basalt, Granit, Kalk, Kalksplitt oder Mischungen davon ist.
33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kernmischung und/oder Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Gesteinskörnung nach EN 12620 ist, die einen mittleren Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, von 0,101 mm bis 5,000 mm, insbesondere von 0,125 mm bis 5,000 mm, aufweist.
34. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kernmischung und/oder Vorsatzmischung enthaltene Zuschlagstoff eine Mischung ist, die in ihrer Zusammensetzung mittels Verfahren zur Bestimmung der optimalen Sieblinie so optimiert ist, dass sich ein minimaler Hohlraum für Zuschlagstoffmischungen mit einem Kleinstkorn, der größer ist, als der mittlere Durchmesser d50, bestimmt nach ISO 13320:2009, des hydraulischen Bindemittels, ergibt.
35. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Kernmischung in die Form gemäß Schritt b. durch Aufbringen der Kernmischung auf die gemäß Schritt a. ausgebildete fließfähige Vorsatzmischungsschicht erfolgt.
36. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck beim Verpressen gemäß Schritt c. mindestens 0,5 N/mm2, insbesondere mindestens 10 N/mm2 oder mindestens 15 N/mm2, beträgt.
37. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen gemäß Schritt c. mit einer Presszeit von 5 bis 60 Sekunden, insbesondere von 5 bis 40 Sekunden oder 5 bis 15 Sekunden, erfolgt.
38. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen gemäß Schritt c. in mindestens zwei aufeinander folgenden Pressvorgängen bei gleicher oder unterschiedlicher Intensität erfolgt.
39. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 38.
40. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte eine Länge von mindestens 300, 400, 500 600, 700 oder 800 mm, insbesondere von 800 bis 1200 mm, aufweist.
41. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte eine Fläche von mindestens 0,16 m2, insbesondere von 0,18 bis 1,44 m2, 0,32 bis 1,44 m2, 0,18 bis 0,83 m2, oder 0,32 bis 0,83 m2, aufweist.
42. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte eine Dicke von höchstens 40,0 mm, insbesondere von 15,0 bis 40,0 mm, aufweist.
43. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Kemmischungsschicht einen Verdichtungsgrad, bestimmt gemäß der in der Beschreibung angegebenen Formel 3, von 0,93 bis 0,99, insbesondere von 0,97 bis 0,99, aufweist.
44. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 39 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Kemmischungsschicht eine Packungsdichte, bestimmt gemäß der in der Beschreibung angegebenen Formel 4, von 0,75 bis 0,85, insbesondere von 0,78 und 0,83, aufweist.
45. Hydraulisch gebundene Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 39 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtplatte eine charakteristische Biegezugfestigkeit, ermittelt nach DIN EN 1339, nach 7 Tagen Erhärtung, von mehr als 7,5 N/mm2, insbesondere von mindestens 8,5 N/mm2, aufweist.
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