DE10131360B4

DE10131360B4 - Verfahren zur Herstellung von Porenbetondämmplatten

Info

Publication number: DE10131360B4
Application number: DE2001131360
Authority: DE
Inventors: Emmo Dr. Frey; Siegfried Peuker; Heinz Doblinger
Original assignee: Xella Daemmsysteme GmbH
Current assignee: Xella Deutschland De GmbH
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: DE10131360A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Porenbetondämmplatten mit einer Rohdichte unter 120 kg/m³, das folgende Schritte umfasst:
a) Herstellen einer Mischung aus Quarzmehl, Zement, Kalk, Aluminium als Porenbildner, Rückschlamm aus mit Wasser vorgemischtem nicht ausgehärtetem Porenbeton-Rückgut und ausgehärtetes Rückgutmehl in Form von Porenbetonmehl zur Stabilisierung der aufgetriebenen Mischung sowie weiteren Zusatzstoffen und Wasser,
b) Einbringen der Mischung in eine Form,
c) Auftreiben- und Ansteifenlassen der Mischung zu einem Rohblock mit ausreichender Grünstandsfestigkeit,
d) Entnehmen des Rohblocks aus der Form,
e) Schneiden des Rohblocks in einzelne Dämmplatten und
f) Härten der Dämmplatten in einem Autoklaven,
g) wobei der Rückschlamm und/oder das ausgehärtete Rückgutmehl vor der Zugabe zur Mischung mit einem Hydrophobiermittel versetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Porenbetondämmplatten mit geringer Rohdichte.

Bei der Herstellung von Porenbetondämmplatten geringer Rohdichten unter Verwendung der klassischen Porenbetonzusammensetzung mit Aluminium als Porenbildner tritt die Problematik auf, dass die in einen Formkasten eingefüllte Ausgangsmischung nach dem Treibvorgang (der „Kuchen") wieder in sich zusammenfällt. In der Praxis konnten daher mit der klassischen Porenbetontechnologie bisher keine Dämmplatten mit Rohdichten unter 200 kg/m³ hergestellt werden. Geringere Rohdichten sind allerdings erwünscht, um z.B. verbesserte Wärmedämmeigenschaften zu erreichen. Aus diesem Grund wurde die Schaumtechnologie eingeführt, bei der ein aus Wasser, Luft und einem Porenbildner hergestellter Schaum in die Mischung eingebracht wird. Dadurch konnten leichte Porenbetondämmplatten auch mit Rohdichten unter 150 kg/m³ im industriellen Maßstab hergestellt werden.

Aus der EP 0 816 303 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer leichten Dämmplatte bekannt, bei dem ein in einer Schaumkanone erzeugter Proteinschaum über einen Mischer in eine aus Wasser, Quarzmehl, Kalkhydrat, Schnellzement und Zusätze bestehende Wasser/Feststoff-Suspension untergemischt wird. Die Einmischung der Proteinschäume in die Mörtelmischung ist allerdings relativ aufwendig. Außerdem besteht die Gefahr der Lunkerbildung durch Lufteinschlüsse bei hochviskosem Schaumschlamm und der Nachteil einer unangenehmen Geruchsentwicklung aus dem Proteinschaum.

Bei einem aus der EP 0 069 0951 bekannten Verfahren zur Herstellung von Porenbeton unter Verwendung von Aluminiumpulver als Porenbildner wurde zur Stabilisierung der expandierenden Mischung vorgeschlagen, die bis dahin üblichen Ballaststoffe in Form von Perlit oder Vermiculit durch ein speziell hergestelltes Porenbetongranulat mit einer spezifischen Zusammensetzung zu ersetzen. Hierzu muss jedoch ein in der Mischung vor der Hydrothermalhärtung hydrophobierter Porenbeton mit einer besonderen und speziell für diesen Zweck gewählten Zusammensetzung hergestellt, zu einem Granulat gebrochen und anschließend getrocknet werden. Das gesondert hergestellte Granulat wird dann der Mischung als Ballastmaterial zugefügt. Ein derartiges Verfahren ist allerdings relativ aufwendig. Außerdem konnten keine Rohdichten unter 135 kg/m³ erreicht werden.

Des weiteren beschreibt: die DE 35 37 265 C2 ein Verfahren zur Herstellung von dampfdruckgehärtetem Porenbeton, insbesondere Gasbeton, wobei man Bindemittel, enthaltend Zement und/oder Kalk, Zuschlagstoffe, insbesondere Quarzmehl, zerkleinerten Abfall von gehärtetem Porenbeton und ggf. Frischabfallschlamm mit Gas- oder Schaumbildnern, Hilfsstoffen und Wasser, zu einer gießfähigen Masse mischt, in Form gießt und ansteifen lässt, wobei man in der gießfähigen Masse aus Bindemittel, Zuschlagstoffen, dem Frischabfallschlamm und den festen Hilfsstoffen, anteilig jeweils 42 Gew.-%, bezogen jeweils auf die Trockensubstanz dieser Komponenten, dadurch getrennt (vom Quarzmehl) zerkleinerten Abfall von gehärtetem Porenbeton (Porenbetongranulat) mit Korngrößen im Durchmesser kleiner oder etwa gleich 4 mm ersetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine vereinfachte und preisgünstige Herstellung von Porenbetondämmplatten mit Rohdichten unter 120 kg/m³ ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zur Stabilisierung des Kuchens beliebiges Porenbeton-Rückgut ohne spezielle Zusammensetzung und aufwendige Vorbehandlung verwendet werden kann. Als nicht ausgehärtetes Rückgut kann z.B. ein bei der Dämmplattenherstellung anfallender "grüner" Schnittabfall verwendet werden, der in Form eines mit Wasser vorgemischten Rückschlamms zur Mischung gegeben wird. Der Anteil am gesamten Feststoff sollte mindestens 10% betragen. Der Mischung wird außerdem ein aus beliebigen Porenbetonabfällen hergestelltes Porenbetonmehl oder zermahlenes, ausgehärtetes Dämmplattenmaterial beigefügt. Das ausgehärtete, gemahlene Rückgut und/oder der Rückschlamm wird vor der Beimischung hydrophobiert. So kann z.B. das der Mischung beigefügte Porenbeton- bzw. Porenbetondämmplattenmehl vor der Zugabe durch ein mit Wasser verdünntes Silicon-Konzentrat oder eine wässrige Lösung eines Kaliumsiliconats behandelt werden. Die Hydrophobierlösungen können auf einfache Weise auf das gemahlene Porenbeton-Rückgut aufgesprüht werden.

Durch die Behandlung des Porenbetonmehls mit einem Hydrophobiermittel wird eine Stabilisierung für den getriebenen Kuchen erreicht. Je nach Menge an zugesetztem, hydrophobierten Porenbetonmehl ist der Kuchen sogar bei einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von 1,0 bis 1,3 so stabil, dass er höchstens noch um 1 cm zurückfällt. Mit einem derart geringen Setzmaß kann eine konstante Rohdichte sicher beherrscht werden. Auf diese Weise lassen sich auch mit Aluminium als Porenbildner leichte und offenporige Porenbetondämmplatten mit Rohdichten zwischen 80 und 120 kg/m³ im industriellen Maßstab herstellen.

Durch entsprechende Auswahl des Hydrophobiermittels können auch die Eigenschaften der fertigen Dämmplatten beeinflusst werden. Bei Verwendung eines Kaliumsiliconats (z.B. eine von der Fa. Wacker Chemie unter der Bezeichnung BS 15 vertriebene wässrige Lösung des Kalium-Methylsiliconates) sind die Porenbetondämmplatten nach der Härtung im Autoklaven nicht hydrophob. Bei Anwendung einer wässrigen Mikroemulsion eines Siloxanes (z.B. Wacker 1311) sind die fertigen Dämmplatten nach der Härtung hingegen wasserabweisend.

Eine Stabilisierung des aufgetriebenen Blocks bzw. Kuchens kann auch dadurch erreicht werden, dass das in Form eines Rückschlamms der Mischung beigefügte ungehärtete Rückgut mit einem Hydrophobiermittel versetzt wird. Dem Rückschlamm kann eine wasserverdünnte Mikroemulsion eines Siloxanes (z.B. Wacker SMK^® 2101) beigemischt werden. Nachdem der Rückschlamm eine bestimmte Zeit mit dem Siloxan reagiert hat, wird dieser der Mischung vor dem Einbringen in die Formen beigefügt. Auch in diesem Fall weist die Porenbetondämmplatte nach der Härtung im Autoklaven wasserabweisende Eigenschaften auf.

Ein weiterer Stabilisierungseffekt für den getriebenen Kuchen ist durch vertikale Rüttelschwingungen erreichbar, die nach dem Einfüllen der Mischung in die Gießform zwischen 20 und 30 min auf deren Formboden aufgebracht werden. Die Schwingungen werden zweckmäßigerweise mit einer Frequenz von 20 Hertz kontinuierlich bis zum Ende des Treibvorgangs oder auch mit Unterbrechungen an entsprechenden Rüttelstationen aufgebracht. Diese bereits aus der DE 199 31 898 C1 zur Reduzierung des Anmachwassers bei der normalen Porenbetonherstellung bekannten Maßnahmen haben bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Porenbetondämmplatten eine stabilitätsfördernde Wirkung, die als solche nicht zu erwarten war.

Eine für die Herstellung von Porenbetondämmplatten geeignete Mischung enthält folgende Anteile an Feststoffen (jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt):

Quarzmehl	30 bis 45, vorzugsweise 35 bis 40 Massen-%
Zement	30 bis 45, vorzugsweise 35 bis 40 Massen-%,
Kalk	5 bis 15, vorzugsweise 8 bis 12 Massen-%,
Anhydrit	6 bis 12, vorzugsweise 6 bis 10 Massen-%,
Porenbetondämmplattenmehl	5 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15 Massen-%,
Alupaste	0,6 bis 1, vorzugsweise 0,7 bis 0,8 Massen-%,

Eine besonders zweckmäßige Beispielsrezeptur lautet:

Quarzmehl SF 500	39 Massen-%,
Zement CEM 42,5 R	37 Massen-%,
Kalk WFK	11 Massen-%,
Anhydrit	6,25 Massen-%,
Porenbetondämmplattenmehl	6 Massen-%,
Alupaste	0,75 Massen-%.

Die festen Bestandteile werden mit Wasser zu einem Mörtelschlamm mit einem Wasser-Feststoff-Verhältnis von etwa 0,8 bis 1,5, vorzugsweise 1,1 bis 1,25, vermischt. Der Mischung wird grüner Schnittabfall beigefügt, der als vorgemischter Schlamm mit einem Anteil am gesamten Feststoff von 5 bis 30%, vorzugsweise 10 bis 15%, zur Mischung gegeben wird. Nach dem Auftreiben- und Ansteifenlassen der Mischung zu einem halbfesten Rohblock wird dieser aus der Form entnommen und durch gespannte Drähte oder andere geeignete Trennmittel im grünen Zustand in einzelne Dämmplatten mit den gewünschten Abmessungen geschnitten. Anschließend werden die Dämmplatten in einem Autoklaven dampfgehärtet.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Porenbetondämmplatte erreicht die gleichen Festigkeitswerte wie eine mit Hilfe der Schaumtechnologie hergestellte Dämmplatte. Eine im Rohdichtebereich zwischen 100 und 120 kg/m³ hergestellte Dämmplatte wies eine Druckfestigkeit von 0,5 N/mm², eine Zugfestigkeit von 0,12 N/mm² und eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,045 W/mK auf. Die erfindungsgemäß hergestellten Porenbetondämmplatten weisen eine sehr gleichmäßige Porenstruktur ohne größere Lufteinschlüsse (Lunker) auf. Der Rohdichteunterschied zwischen oben und unten bezüglich der Treibrichtung ist trotz des Treibvorgangs verschwindend gering. Die fertige Porenbetondämmplatte ist außerdem völlig geruchlos.

Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zur Herstellung der Dämmplatten wird eine wässerige Schlämme aus Quarzmehl, Zement, Kalk, Rückgut und Zusatzstoffen hergestellt. Als Rückgut wird der Mischung ein mit Wasser zu einem Rückschlamm vorgemischtes, nicht ausgehärtetes Rückgut beigefügt, das bei der Dämmplattenherstellung in Form von „grünem" Schnittabfall entsteht. Zusätzlich erfolgt die Zugabe von Porenbetondämmplattenmehl, d.h., zermahlenes, gehärtetes Porenbetondämmplattenmaterial, das vorher mit einem Hydrophobiermittel behandelt wird. Vor dem Eingießen der Mischung in eine entsprechende Gießform wird eine Aluminiumpaste als Porenbildner bzw. Treibmittel zugefügt und nochmals ca. 15 bis 30 s gemischt.
Nach dem Einfüllen der Mischung in eine Gießform wird diese in vertikale Schwingungen versetzt. Die Schwingungen können zweckmäßigerweise bei einer Frequenz von 20 Hertz entweder kontinuierlich bis zum Ende des Treibvorgangs oder mit mehrmaligen Unterbrechungen auf die Gießform aufgebracht werden. Hierzu kann die Gießform auf einen Formentransportwagen angeordnet werden, der zu aufeinanderfolgenden Rüttelstationen verschoben wird. Dort wird dann der Formentransportwagen zusammen mit der Gießform durch einen mittels Unwuchtmotoren angetriebenen Rütteltisch in vertikale Schwingungen versetzt, welche von unten in die Gießform eingeleitet werden. Die Anwendung von vertikal gerichteten Rüttelschwingungen ist aus der normalen Porenbetonherstellung bekannt und wird in der DE 199 31 898 C1 ausführlich beschrieben. Auf die dort angegebenen Maßnahmen wird ausdrücklich Bezug genommen. Allerdings wird dort das Rütteln zur Reduzierung des Wasseranteils in der Mischung eingesetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Porenbetondämmplattenherstellung wird über das Rütteln dagegen eine zusätzliche Stabilisierung des getriebenen Kuchens erreicht. Je nach Temperatur der Mischung und Aktivität des Aluminiums wird der Rüttelvorgang inklusive eventueller Unterbrechungen etwa 20 bis 30 min durchgeführt.
Anschließend wird die Gießform abgedeckt und zwischen 6 und 24 h stehen gelassen. Nachdem sich die Rohmischung zu einem halbfesten Rohblock mit ausreichender Grünstandsfestigkeit verfestigt hat, wird dieser unter Verwendung von Vakuum oder durch eine andere geeignete Entnahmeeinrichtung aus der Gießform entnommen. Danach wird der noch nicht ausgehärtete Rohling durch gespannte Drähte auf das gewünschte Format geschnitten. Die geschnittenen Dämmplatten werden dann unter Sattdampfbedingungen in an sich bekannter Weise in einem Autoklaven gehärtet. Bei der Herstellung von Dämmplatten hat sich allerdings ein im Vergleich zur normalen Porenbetonherstellung vorsichtigerer Aufheizvorgang als zweckmäßig erwiesen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Porenbetondämmplatten mit einer Rohdichte unter 120 kg/m³, das folgende Schritte umfasst: a) Herstellen einer Mischung aus Quarzmehl, Zement, Kalk, Aluminium als Porenbildner, Rückschlamm aus mit Wasser vorgemischtem nicht ausgehärtetem Porenbeton-Rückgut und ausgehärtetes Rückgutmehl in Form von Porenbetonmehl zur Stabilisierung der aufgetriebenen Mischung sowie weiteren Zusatzstoffen und Wasser, b) Einbringen der Mischung in eine Form, c) Auftreiben- und Ansteifenlassen der Mischung zu einem Rohblock mit ausreichender Grünstandsfestigkeit, d) Entnehmen des Rohblocks aus der Form, e) Schneiden des Rohblocks in einzelne Dämmplatten und f) Härten der Dämmplatten in einem Autoklaven, g) wobei der Rückschlamm und/oder das ausgehärtete Rückgutmehl vor der Zugabe zur Mischung mit einem Hydrophobiermittel versetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgehärtete Rückgutmehl vor der Zugabe zur Mischung mit einer wässrigen Lösung eines Hydrophobiermittels behandelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgehärtete Rückgutmehl vor der Zugabe zur Mischung mit einer wässrigen Lösung eines Kalium-Silikonates oder eines Siloxanes besprüht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlamm mit einer wasserverdünnten Mikroemulsion eines Hydrophobiermittels versetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ausgehärtetes Rückgutmehl verwendet wird, das eine Korngröße von weniger als 0,5 mm aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des Rückschlamms am gesamten Feststoff von mindestens 10% verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung verwendet wird, die 30–45 Massen-%, bevorzugt 35–40 Massen-%, Quarzmehl, 30–45 Massen-%, bevorzugt 35–40 Massen-%, Zement, 5–15 Massen-%, bevorzugt 8–12 Massen-%, Kalk, 6–12 Massen-%, bevorzugt 6–10 Massen-%, Anhydrit, 0,6–1 Massen-%, bevorzugt 0,7–0,8 Massen-%, Aluminium und 5–30 Massen-%, bevorzugt 5–15 Massen-%, Rückgut enthält.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung verwendet wird, die ein Wasser-Feststoff-Verhältnis von 0,5 bis 1,5, vorzugsweise 1,1 bis 1,25, aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form nach dem Einbringen der Mischung in Vertikalschwingungen versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalschwingungen mit einer Frequenz von 20 Hz aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalschwingungen nach dem Einfüllen der Mischung in die Form zwischen 20 und 30 min auf deren Formboden aufgebracht werden.