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WO2013102676A1 - Lehmbauplatte mit zellstruktur und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Lehmbauplatte mit zellstruktur und verfahren zu ihrer herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2013102676A1
WO2013102676A1 PCT/EP2013/050128 EP2013050128W WO2013102676A1 WO 2013102676 A1 WO2013102676 A1 WO 2013102676A1 EP 2013050128 W EP2013050128 W EP 2013050128W WO 2013102676 A1 WO2013102676 A1 WO 2013102676A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clay
clay building
fibers
building board
cell structure
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/050128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Gmeiner
Original Assignee
GMEINER, Emma
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 GMEINER, Emma filed Critical GMEINER, Emma
Priority to EP13700369.5A priority Critical patent/EP2800845A1/de
Publication of WO2013102676A1 publication Critical patent/WO2013102676A1/de

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
    • E04C2/34Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
    • E04C2/36Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by transversely-placed strip material, e.g. honeycomb panels
    • E04C2/365Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by transversely-placed strip material, e.g. honeycomb panels by honeycomb structures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/06Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced

Definitions

  • the present invention relates to a Lehmbauplatte according to the preamble of claim 1 and a method for producing a corresponding Lehmbauplatte.
  • Clay building boards are known from the prior art. Examples of this are described in DE 10 2007 018 597 A1, DE 20 2005 002 209 U1, EP 1 564 341 A2 and WO 2011/007009 A2.
  • the known Lehmbauplatten consist essentially of clay and fibers and possible other additives, such as functional materials such as
  • the loam boards have excellent heat and moisture-regulating properties and, because of their major constituents, are easily disposable under the resulting total biodegradability and are also readily recyclable due to the reusability of unfired clay.
  • a corresponding Lehmbauplatte should be easy to manufacture and versatile.
  • the invention proposes to form a clay building panel having a cell structure with a multiplicity of cells arranged next to one another, wherein the cells are constructed in such a way that the cell walls extend at least in the thickness direction of the clay building panel. Due to the three-dimensional cell structure, which can be designed in particular as a honeycomb structure, the clay building board is given good mechanical stability and strength, and at the same time it is achieved that the shrinkage of the clay building material is limited to the local areas of the cells during drying, so that problems arise to avoid major global shrinkage. Accordingly, it is also possible to use compositions of clay building materials which otherwise can not be used due to the shrinkage problem.
  • the cells of the cell structure may be provided in the form of tubes extending along the thickness direction of the clay building panel, the cells being open at their ends, i. that on the main surfaces of the clay building board, which are spanned by the length and the width, no cell wall of the cell structure is present, but is present in the cells filled clay building material.
  • the cells of the cell structure may also be formed as cups, in which one end of the cells is closed in the thickness direction, so that the cell structure forms a major surface of the Lehmbauplatte.
  • the cell structure may also be formed by a three-dimensional lattice or truss structure, wherein the cells may be bounded by rigid or flexible rods or strips.
  • the cell structure can be formed by a three-dimensional tissue, for example with glass fibers, in which at least partially dimensionally stable tissue rods for at least one Provide a three-dimensional structure self-supporting space, which can be easily filled with clay building material.
  • the cells can have different ground plans in cross section transversely to the thickness direction and can be, for example, square, rectangular, trapezoidal, triangular, quadrangular, hexagonal, polygonal and / or oval. Particularly advantageous is a hexagonal plan of the cells has been shown to form a honeycomb structure.
  • the cell structure may be formed of different materials, such as paper, cardboard, wood, plastics, synthetic fibers, ceramic fibers, carbon fibers, glass fibers, natural fibers or metal. Combinations of these materials are conceivable. Particularly advantageous are cell structures that are formed from natural fibers such as linen, hemp, cotton, jute or bamboo and paper or cardboard or wood. With these materials, simple disposal of the clay building board after its use by composting is possible. In addition, a reuse by processing the clay building material is possible. Other materials for the cell structure are advantageous, such as plastics, as well as they can be easily separated from the clay building materials and the clay building materials or plastics can then be recycled.
  • the clay building board may have, in addition to the cell structure, one or more planar support elements, which may be arranged in particular along or parallel to a main surface of the clay building board, which are spanned by the longitudinal and broad sides.
  • planar support elements may be provided on the outer sides and / or in connection with the cell structure on one of the main surfaces or on two opposing main surfaces in order to further improve the stability of the Lehmbauplatte or to further improve the connectivity or decorative design of the surfaces of the Lehmbauplatte
  • a corresponding planar carrier element can be provided in the form of a woven fabric, a woven fabric, a nonwoven fabric, a film, a plate or a coating, the materials used being the same materials as for the cell structure.
  • the coating may be clay material containing fibers or other reinforcing elements be formed, for example, is sprayed.
  • the other planar support elements can be glued in particular with clay.
  • the clay building board may comprise a clay building material which may be formed by any known and suitable clay building material.
  • the clay building material clay, sand, clay, brick, rocks, minerals, wood parts, twigs, wood chips, fibers, natural vegetable fibers, hemp, jute, linen, cotton, bamboo, reeds, straw, animal fibers, sheep wool, horse hair, synthetic Fibers, glass fibers, ceramic fibers and / or other additives, such as phase change materials (PCM phase change materials) include.
  • PCM phase change materials phase change materials
  • phase change materials which can also be referred to as latent heat storage, allows an intensification of the air conditioning function of Lehmbauplatten with heat storage and heat dissipation.
  • the cell structure may be formed as a self-supporting structure, which is arranged during manufacture, for example, on a flat surface, in order to then be filled with the clay building material.
  • cell structures are conceivable that are not self-supporting and must be kept in the appropriate form by an auxiliary structure when filling with clay building material.
  • the clay building material is filled during filling with some excess, which corresponds to the degree of compaction during pressing or rolling.
  • the clay building material can be used as a humid clay building material.
  • the compacting of a soil-moist clay building material has, inter alia, the advantage that immediately after compacting, a solid structure is present and after a short drying high hardness and strength is given, so that the production times are greatly reduced.
  • clay building materials with, for example, a high clay content greater than or equal to 33 percent by weight, in particular greater than or equal to 50 percent by weight, preferably greater than or equal to 66 percent by weight.
  • planar support elements or other layers and layers can be laminated or applied.
  • the individual layers can be provided in different thickness and / or configuration.
  • layers with heating elements or cooling elements as well as layers with installation channels can be provided as functional layers.
  • decorative end layers or sound or heat insulation layers and fire protection layers can be realized as corresponding functional layers.
  • Fig. 1 is a three-dimensional view of a first embodiment of a clay building board according to the invention
  • FIG. 2 is a side view of the clay building board of FIG. 1;
  • Fig. 3 is a side view of a second embodiment of an inventive
  • Fig. 4 is a side view of a third embodiment of an inventive
  • Fig. 5 is a plan view of a cell structure, as in an inventive
  • Clay building board can be used
  • Fig. 6 is a plan view of another example of a cell structure, as may be used in a clay building board according to the invention.
  • Figure 7 is a plan view of a third embodiment of a cell structure, as it can be used in a clay building board according to the invention.
  • Fig. 8 is a partial sectional view of a clay building board according to the invention, as shown in Figures 1 and 2, but with a laminated fabric layer and a finished surface.
  • the plate 3 may be, for example, a wood board, but may also be formed by a woven or nonwoven fabric made of a variety of fibers, such as natural fibers, glass fibers, ceramic fibers, carbon fibers and the like.
  • the flat support element may also be formed as a board made of cardboard or correspondingly reinforced paper.
  • the cell structure may be formed from a wide variety of materials, such as, for example, woven fabric, in particular natural fiber or glass fiber fabric, or from paper or cardboard.
  • woven fabric in particular natural fiber or glass fiber fabric
  • paper or cardboard used for forming the cell structure 1 and the flat support element 3 is particularly advantageous because paper or cardboard is easy to process into a three-dimensional cell structure and readily biodegradable and thus the clay building board is easily disposable or recyclable.
  • any suitable clay building material can be used in the clay building board according to the invention, wherein the clay building material does not have to be poured by using the cell structure 1 or additionally the flat support element 3, but rather a free-flowing clay building material can be used, which can be pressed or rolled, so that the problem of shrinkage can be reduced. Nevertheless, of course, the casting technology production and use of flowable clay building materials is also possible.
  • free-flowing clay building materials for example earth-moist clay building materials with preferably high clay content
  • the cell structure 1 can be filled to a certain extent with clay building material and then the plate can be pressed or rolled so that the entire clay building material without supernatant in the cells 2 of the cell structure 1 is included.
  • Figures 1 and 2 show a clay building board according to the invention with a layer comprising a cell structure 1, and a second layer, which is formed by the flat support member 3, for example in the form of a plate.
  • a second planar carrier element 4 is arranged on the main side of the Lehmbauplatte opposite the planar carrier element 3, which is stretched by the longitudinal direction L and the width direction B, wherein the second planar carrier element as well as the first planar carrier element 3 in the form of a Fabric, a nonwoven fabric, a film which may be flexible and bendable, or may be in the form of a rigid plate.
  • FIG. 4 further layers with cell structures 10, 11 and planar support elements 5 may be provided, so that diverse combinations of layers with cell structures and planar support elements are possible.
  • clay building boards according to the invention may include installation channels or cooling and heating elements in the form of pipes, mats or the like.
  • the corresponding pipes, channels, pipes and mats can be provided, for example, between or in flat support elements or additional layers with clay building material.
  • the clay building material used to form the clay building board according to the invention may comprise all known constituents of clay building materials, it being possible to use different compositions of clay building materials for the individual layers or even within one layer, for example within a cell structure, in particular also as gradient material.
  • a clay building material can be used, which includes latent heat storage, ie substances that are known as phase change materials (PCM phase change materials).
  • phase change materials PCM phase change materials
  • Such materials serve to ensure that appropriate phase transitions, for example from liquid to solid or solid to liquid, absorb and store energy or heat so that they can be released again when needed.
  • FIGS. 5 to 7 show examples of how a cell structure can be constructed. While in the embodiment of FIG. 1 a cell structure 1 with a hexagonal outline has a cross-section transverse to the thickness direction D, the cells 2 'of the cell structure 1' from FIG. 5 are formed as quadrangles or squares. In the cell structures ⁇ "and Y ⁇ " of Figs. 6 and 7, the cells 2 "and" 'are formed with a diamond-shaped or round cross-section.
  • the cell structure of Fig. 7 can be made, for example, by arranging a plurality of cylindrical tubes side by side and one above the other. In addition to the exemplary embodiments shown, various other forms of cell structures are conceivable.
  • FIG. 8 shows in a partial cross section through a further embodiment of a clay building board according to the invention, in which opposite a flat support element in the form of a plate 3 on the clay building material-filled cell structure 1, a fleece or fabric or a film 6 is laminated, in addition to a Cover layer 7, z. B. is provided in the form of a clay plaster as the final layer.
  • a wide variety of decorative end layers can be formed, which make it possible to use the clay building board according to the invention as a cladding panel or as a mounting plate, without the need for elaborate post-processing of the wall surface produced.
  • the fleece or fabric may be formed as a heating element in addition to a reinforcing function and in addition to an improvement of the adhesion of surface layers, if it is formed for example of carbon fibers, so that when connecting an electrical heating source, a resistance heating can be realized.
  • the flat carrier element 3 may be formed with a slight projection to the cell structure 1, so that when building a wall, a ceiling or a floor adjacent Lehmbauplatten collide against the flat support elements or connected to each other. If the superficial carrier elements abut against one another with a slight protrusion, a defined gap is formed between the cell structures, which can serve to receive connecting substances such as adhesives, mortars or joint materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lehmbauplatte zur Verkleidung und/oder für den Aufbau von Raumbegrenzungen, wobei die Lehmbauplatte eine quaderförmige Grundform mit einer Länge, einer Breite und einer Dicke aufweist, wobei die Dicke kleiner als die Länge und die Breite ist, und wobei die Lehmbauplatte eine Zellstruktur (1) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen (2) aufweist, deren Zellwände sich zumindest in Dickenrichtung erstrecken und mit Lehmbaustoff gefüllt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Lehmbauplatte, bei welchem eine Zellstruktur (1) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen bereitgestellt wird, in welche ein Lehmbaustoff eingefüllt und ausgehärtet wird.

Description

LEHMBAUPLATTE MIT ZELLSTRUKTUR UND VERFAHREN ZU IHRER
HERSTELLUNG
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lehmbauplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Lehmbauplatte.
STAND DER TECHNIK
Lehmbauplatten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispiele hierfür sind in der DE 10 2007 018 597 AI, DE 20 2005 002 209 Ul, EP 1 564 341 A2 und WO 2011/007009 A2 beschrieben.
Die bekannten Lehmbauplatten bestehen im Wesentlichen aus Lehm und Fasern sowie möglichen weiteren Zusatzstoffen, wie beispielsweise Funktionsmaterialien wie
Latentwärmespeichern. Die Lehmbauplatten weisen hervorragende wärme- und feuchtigkeits - regulierenden Eigenschaften auf und sind aufgrund ihrer Hauptbestandteile unter der daraus sich ergebenden vollständigen biologischen Abbaubarkeit leicht entsorgbar sowie aufgrund von Wiederverwendbarkeit von ungebranntem Lehm auch gut recycelbar.
Allerdings ergeben sich bei Lehmbauplatten teilweise Probleme hinsichtlich der Stabilität und der mechanischen Festigkeit sowie bei der Herstellung durch das Schwindungsverhalten des Lehmbaustoffs bei der Trocknung.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lehmbauplatte bereitzustellen, die die Probleme des Standes der Technik vermeidet bzw. zumindest reduziert, so dass eine Lehmbauplatte bereitgestellt wird, die eine ausreichende mechanische Stabilität und Festig- keit aufweist und gleichzeitig die Vorteile von Lehmbauplatten beibehält. Außerdem soll eine entsprechende Lehmbauplatte leicht herstellbar und vielfältig einsetzbar sein.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lehmbauplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Erfindung schlägt vor, eine Lehmbauplatte mit einer Zellstruktur mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen auszubilden, wobei die Zellen so aufgebaut sind, dass sich die Zellwände zumindest in Dickenrichtung der Lehmbauplatte erstrecken. Durch die dreidimensionale Zellstruktur, die insbesondere als Wabenstruktur ausgebildet sein kann, wird der Lehmbauplatte eine gute mechanische Stabilität und Festigkeit verliehen und gleich- zeitig wird erreicht, dass die Schwindung des Lehmbaustoffs bei Trocknung auf die lokalen Bereiche der Zellen begrenzt wird, so dass Probleme einer zu großen globalen Schwindung vermieden werden. Entsprechend können auch Zusammensetzungen von Lehmbaustoffen eingesetzt werden, die ansonsten aufgrund der Schwindungsproblematik nicht eingesetzt werden können.
Die Zellen der Zellstruktur können in Form von Röhren vorgesehen sein, die sich entlang der Dickenrichtung der Lehmbauplatte erstrecken, wobei die Zellen an ihren Enden offen sind, d.h. dass an den Hauptflächen der Lehmbauplatte, die durch die Länge und die Breite aufgespannt sind, keine Zellwand der Zellstruktur vorliegt, sondern der in die Zellen gefüllte Lehmbaustoff vorliegt.
Allerdings können die Zellen der Zellstruktur auch als Becher ausgebildet sein, bei denen ein Ende der Zellen in Dickenrichtung verschlossen ist, so dass die Zellstruktur eine Hauptfläche der Lehmbauplatte bildet.
Die Zellstruktur kann auch durch eine dreidimensionale Gitter- oder Fachwerkstruktur gebildet sein, wobei die Zellen durch steife oder flexible Stäbe oder Streifen begrenzt sein können. Insbesondere kann die Zellstruktur durch ein dreidimensionales Gewebe, z.B. mit Glasfasern, gebildet sein, bei dem zumindest teilweise formstabile Gewebestäbe für eine zumindest in einer Raumrichtung selbsttragende dreidimensionale Struktur sorgen, die leicht mit Lehmbaustoff verfüllt werden kann.
Die Zellen können im Querschnitt quer zur Dickenrichtung unterschiedliche Grundrisse auf- weisen und beispielsweise quadratisch, rechteckförmig, trapezförmig, dreieckig, viereckig, sechseckig, mehreckig und/oder oval sein. Besonders vorteilhaft hat sich ein sechseckiger Grundriss der Zellen zur Bildung einer Honigwabenstruktur gezeigt.
Die Zellstruktur kann aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet werden, beispielsweise aus Papier, Pappe, Holz, Kunststoffen, Synthetikfasern, Keramikfasern, Karbonfasern, Glasfasern, Naturfasern oder Metall. Auch Kombinationen dieser Werkstoffe sind vorstellbar. Besonders vorteilhaft sind Zellstrukturen, die aus Naturfasern wie Leinen, Hanf, Baumwolle, Jute oder Bambus sowie aus Papier oder Pappe oder Holz gebildet sind. Bei diesen Materialien ist eine einfache Entsorgung der Lehmbauplatte nach ihrer Verwendung durch Kompos- tierung möglich. Darüber hinaus ist auch eine Wiederverwendung durch Aufbereitung des Lehmbaustoffs möglich. Auch andere Werkstoffe für die Zellstruktur sind vorteilhaft, wie beispielsweise Kunststoffe, da auch sie in einfacher Weise von den Lehmbaustoffen getrennt werden können und die Lehmbaustoffe bzw. Kunststoffe dann wiederverwertet werden können.
Die Lehmbauplatte kann zusätzlich zu der Zellstruktur ein oder mehrere flächige Trägerelemente aufweisen, die insbesondere entlang oder parallel zu einer Hauptfläche der Lehmbauplatte, die durch die Längs- und Breitenseiten aufgespannt sind, angeordnet sein können. Insbesondere können flächige Trägerelemente an den Außenseiten und/oder in Verbindung mit der Zellstruktur an einer der Hauptflächen bzw. an zwei gegenüberliegenden Hauptflächen vorgesehen sein, um die Stabilität der Lehmbauplatte weiter zu verbessern oder die Anschlussmöglichkeiten oder die dekorative Gestaltung der Oberflächen der Lehmbauplatte weiter zu verbessern. Ein entsprechendes flächiges Trägerelement kann in Form eines Gewebes, eines Gewirks, eines Vlieses, einer Folie, einer Platte oder einer Beschichtung vorgesehen sein, wobei als Materialien dieselben Materialien in Frage kommen wie für die Zellstruktur. Die Beschichtung kann durch eine Fasern oder sonstige Verstärkungselemente enthaltende Lehmmasse gebildet sein, die beispielsweise aufgespritzt wird. Die übrigen flächigen Trägerelemente können insbesondere mit Lehm aufgeklebt werden.
Die Lehmbauplatte kann einen Lehmbaustoff umfassen, der durch jeden bekannten und ge- eigneten Lehmbaustoff gebildet sein kann. Insbesondere kann der Lehmbaustoff Lehm, Sand, Ton, Ziegel, Gesteine, Mineralien, Holzteile, Zweige, Holzspäne, Fasern, natürliche pflanzliche Fasern, Hanf, Jute, Leinen, Baumwolle, Bambus, Schilf, Stroh, tierische Fasern, Schafwolle, Pferdehaare, synthetische Fasern, Glasfasern, keramische Fasern und/oder sonstige Zusatzstoffe, wie beispielsweise Phasen Wechselmaterialien (PCM phase change materials), umfassen.
Insbesondere der Zusatz von Phasenwechselmaterialien, die auch als Latentwärmespeicher bezeichnet werden können, ermöglicht eine Intensivierung der Klimatisierungsfunktion von Lehmbauplatten mit Wärmespeicherung und Wärmeabgabe.
Die Zellstruktur kann als selbsttragende Struktur ausgebildet sein, die bei der Herstellung beispielsweise auf einem ebenen Untergrund angeordnet wird, um dann mit dem Lehmbaustoff gefüllt zu werden. Darüber hinaus sind auch Zellstrukturen denkbar, die nicht selbsttragend ausgebildet sind und durch eine Hilfskonstruktion beim Befüllen mit Lehmbaustoff in der entsprechenden Form gehalten werden müssen.
Durch die Verwendung einer Zellstruktur ist es möglich, neben fließfähigem Lehmbaustoff auch nur rieselfähigen Lehmbaustoff einzusetzen, der in die Zellstruktur eingefüllt und anschließend verpresst oder gewalzt oder allgemein verdichtet wird. Entsprechend wird der Lehmbaustoff beim Einfüllen mit etwas Übermaß eingefüllt, welches dem Verdichtungsgrad beim Pressen oder Walzen entspricht. Insbesondere kann der Lehmbaustoff als erdfeuchter Lehmbaustoff eingesetzt werden. Das Verdichten eines erdfeuchten Lehmbaustoffs hat unter anderem den Vorteil, dass sofort nach dem Verdichten eine feste Struktur vorliegt und nach kurzer Trocknung eine hohe Härte und Festigkeit gegeben ist, so dass die Fertigungszeiten stark verkürzt werden.
Damit ist es möglich, Lehmbaustoffe mit beispielsweise einem hohen Tonanteil größer oder gleich 33 Gewichtsprozent, insbesondere größer oder gleich 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise größer oder gleich 66 Gewichtsprozent, zu verwenden. Auf die Zellstruktur mit den mit Lehmbaustoff gefüllten Zellen können entsprechend flächige Trägerelemente oder sonstige Schichten und Lagen aufkaschiert bzw. aufgebracht werden. Insbesondere ist es möglich, eine Lehmbauplatte mit mehreren Lagen aus Zellstrukturen und/oder flächigen Trägerelementen auszubilden, so dass vielfältige Kombinationen an Zellstrukturen und flächigen Trägerelementen sowie sonstigen Funktions schichten möglich sind, wobei die einzelnen Lagen in unterschiedlicher Dicke und/oder Ausgestaltung vorgesehen werden können. Als Funktionsschichten können beispielsweise Schichten mit Heizelementen oder Kühlelementen sowie Schichten mit Installationskanälen vorgesehen werden. Auch dekorative Endschichten oder Schall- oder Wärmedämmschichten sowie Brandschutzschichtenkönnen als entsprechende Funktionsschichten verwirklicht werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lehmbauplatte;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Lehmbauplatte aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lehmbauplatte;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lehmbauplatte;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Zellstruktur, wie sie in einer erfindungsgemäßen
Lehmbauplatte verwendet werden kann;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres Beispiel einer Zellstruktur, wie sie bei einer erfindungsgemäßen Lehmbauplatte eingesetzt werden kann;
Fig. 7 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Zellstruktur, wie sie in einer erfindungsgemäßen Lehmbauplatte eingesetzt werden kann; und in
Fig. 8 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lehmbauplatte, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, jedoch mit einer aufkaschierten Gewebeschicht und einer endbearbeiteten Oberfläche.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Lehmbauplatte, welche ein flächiges Trägerelement in Form einer Platte 3 aufweist, auf dem eine Zellstruktur 1 mit im Grundriss sechseckigen Zellen 2 angeordnet ist. Die Zellstruktur 1 in Form einer Bienenwabenstruktur ist mit Lehmbaustoff gefüllt, so dass die Zellen 2 vollständig mit Lehmbaustoff ausgefüllt sind. Die Platte 3 kann beispielsweise eine Holzplatte sein, aber auch durch ein Gewebe oder Vlies aus verschiedensten Fasern, wie beispielsweise Naturfasern, Glasfasern, keramischen Fasern, Karbonfasern und dergleichen gebildet sein. Darüber hinaus kann das flächige Trägerelement auch als Platte aus Pappe oder entsprechend verstärktem Papier gebildet sein. In gleicher Weise kann die Zellstruktur aus unterschiedlichsten Materialien, wie beispielsweise Gewebe, insbesondere Naturfaser- oder Glasfasergewebe, oder aus Papier oder Pappe gebildet sein. Die Verwendung von Papier bzw. Pappe zur Ausbildung der Zellstruktur 1 und des flächigen Trägerelements 3 ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil Papier bzw. Pappe einfach zu einer dreidimensionalen Zellstruktur verarbeitbar und leicht biologisch abbaubar ist und somit die Lehmbauplatte leicht entsorgbar bzw. recycelbar ist.
Aber auch bei der Verwendung von Kunststoffen für die Zellstruktur 1 und/oder das flächige Trägerelement 9 ist eine Entsorgung bzw. ein Recyceln einfach möglich, da der Lehmbaustoff und die Zellstruktur 1 bzw. das flächige Trägerelement 3 leicht voneinander trennbar sind.
Als Lehmbaustoff kann in der erfindungsgemäßen Lehmbauplatte jeder geeignete Lehmbaustoff eingesetzt werden, wobei durch die Verwendung der Zellstruktur 1 bzw. zusätzlich des flächigen Trägerelements 3 der Lehmbaustoff nicht gegossen werden muss, sondern vielmehr ein rieselfähiger Lehmbaustoff eingesetzt werden kann, der verpresst oder gewalzt werden kann, so dass das Problem der Schwindung verringert werden kann. Gleichwohl ist natürlich die gusstechnische Herstellung und Verwendung von fließfähigen Lehmbaustoffen ebenfalls möglich. Bei der Verwendung von rieselfähigen Lehmbaustoffen, beispielsweise erdfeuchten Lehmbaustoffen mit vorzugsweise hohem Tonanteil kann die Zellstruktur 1 mit einem bestimmten Übermaß mit Lehmbaustoff gefüllt werden und anschließend kann die Platte gepresst oder gewalzt werden, so dass der gesamte Lehmbaustoff ohne Überstand in den Zellen 2 der Zell- struktur 1 aufgenommen ist.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Lehmbauplatte mit einer Lage, die eine Zellstruktur 1 umfasst, und einer zweiten Lage, die durch das flächige Trägerelement 3, beispielsweise in Form einer Platte gebildet ist. Allerdings ist es auch vorstellbar, mehrere Lagen vorzusehen, wie dies beispielsweise in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. In Fig. 3 ist auf der dem flächigen Trägerelement 3 gegenüberliegenden Hauptseite der Lehmbauplatte, die durch die Längsrichtung L und die Breitenrichtung B aufgespannt ist, ein zweites flächiges Trägerelement 4 angeordnet, wobei das zweite flächige Trägerelement genauso wie das erste flächige Trägerelement 3 in Form eines Gewebes, eines Vlieses, einer Folie, die flexibel und bieg- bar sein kann, oder in Form einer steifen Platte ausgebildet sein kann.
Darüber hinaus können, wie in Fig. 4 dargestellt ist, weitere Lagen mit Zellstrukturen 10, 11 und flächigen Trägerelementen 5 vorgesehen sein, so dass vielfältige Kombinationen aus Lagen mit Zellstrukturen und flächigen Trägerelementen möglich sind.
Darüber hinaus können weitere Lagen vorgesehen sein, die beispielsweise dekorative Deckschichten oder sonstige Funktions schichten beinhalten können. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Lehmbauplatten Installationskanäle oder Kühl- und Heizelemente in Form von Rohren, Matten oder dergleichen umfassen.
Die entsprechenden Rohre, Kanäle, Leitungen und Matten können beispielsweise zwischen oder in flächigen Trägerelementen oder zusätzlichen Schichten mit Lehmbaustoff vorgesehen werden. Der Lehmbaustoff, der zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Lehmbauplatte verwendet wird, kann sämtliche bekannten Bestandteile von Lehmbaustoffen umfassen, wobei für die einzelnen Lagen oder auch innerhalb einer Lage, beispielsweise innerhalb einer Zellstruktur, unterschiedliche Zusammensetzungen von Lehmbaustoffen Verwendung finden können, insbesondere auch als Gradientenwerkstoff. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Lehmbauplatte ein Lehmbaustoff eingesetzt werden, der Latentwärmespeicher umfasst, also Substanzen, die als Phasenwechselmaterialien (PCM phase change materials) bekannt sind. Derartige Materialien dienen dazu, dass entspre- chende Phasenübergänge, beispielsweise von flüssig zu fest oder fest zu flüssig Energie bzw. Wärme aufnehmen und speichern, um sie bei Bedarf wieder abzugeben.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen Beispiele, wie eine Zellstruktur aufgebaut sein kann. Während bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine Zellstruktur 1 mit sechseckigem Grundriss im Querschnitt quer zur Dickenrichtung D aufweisen, sind die Zellen 2' der Zellstruktur 1 ' aus Fig. 5 als Vierecke bzw. Quadrate ausgebildet. Bei den Zellstrukturen \ " und Y" der Fig. 6 und 7 sind die Zellen 2" und "' mit einem rautenförmigen oder runden Querschnitt ausgebildet. Die Zellstruktur der Fig. 7 kann beispielsweise durch Anordnung einer Vielzahl von zylinderförmigen Röhren nebeneinander und übereinander hergestellt werden. Neben den gezeigten Ausführungsbeispielen sind vielfältige andere Formen von Zellstrukturen denkbar.
Die Fig. 8 zeigt in einem teilweisen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lehmbauplatte, bei welcher gegenüberliegend einem flächigen Trägerelement in Form einer Platte 3 auf der mit Lehmbaustoff gefüllten Zellstruktur 1 ein Vlies oder Gewebe bzw. eine Folie 6 aufkaschiert ist, wobei zusätzlich eine Deckschicht 7, z. B. in Form eines Lehmputzes als Endschicht vorgesehen ist. Hierbei können unterschiedlichste dekorative Endschichten ausgebildet werden, die es ermöglichen, die erfindungsgemäße Lehmbauplatte als Verkleidungsplatte oder als Aufbauplatte einzusetzen, ohne dass eine aufwändige Nachbearbeitung der hergestellten Wandoberfläche erforderlich ist.
Das Vlies- oder Gewebe kann neben einer Verstärkungsfunktion und neben einer Verbess- rung der Haftung von Oberflächenschichten auch als Heizelement ausgebildet sein, wenn es beispielsweise aus Carbon-Fasern gebildet ist, so dass bei Anschluss einer elektrischen Heizquelle eine Widerstandsheizung realisiert werden kann.
Die erfindungs gemäße Lehmbauplatte kann als großformatige Platte mit einer Länge in der Größenordnung von Raumhöhen, wie beispielsweise 2 bis 3 m, und einer Breite von 1 m bis 1,50 m hergestellt werden. Auch kleinere oder größere Formate sind selbstverständlich möglich. Insbesondere kann eine derartige Lehmbauplatte als vollständig vorgefertigtes Wandelement ausgeführt werden, wobei die Größe prinzipiell nicht beschränkt ist. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, kann das flächige Trägerelement 3 mit einem geringen Überstand zur Zellstruktur 1 ausgebildet sein, so dass beim Aufbau einer Wand, einer Decke oder eines Bodens benachbarte Lehmbauplatten an den flächigen Trägerelementen zusammenstoßen oder an diesen miteinander verbunden werden. Stoßen die oberflächigen Trägerelemente mit etwas Überstand aneinander, so wird eine definierte Fuge zwischen den Zellstrukturen ausge- bildet, die zur Aufnahme von Verbindungsstoffen wie Kleber, Mörtel oder Fugenmaterialien dienen kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Aus- führungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen realisiert werden, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen aller vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.

Claims

Lehmbauplatte zur Verkleidung und/oder für den Aufbau von Raumbegrenzungen, wobei die Lehmbauplatte eine quaderförmige Grundform mit einer Länge, einer Breite und einer Dicke aufweist, wobei die Dicke kleiner als die Länge und die Breite ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lehmbauplatte eine Zellstruktur (1) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen (2) aufweist, deren Zellwände oder -begrenzungen sich zumindest in Dickenrichtung erstrecken und mit Lehmbaustoff gefüllt sind.
Lehmbauplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (2) der Zellstruktur (1) röhrenförmig mit gegenüber liegenden offenen Enden oder becherartig mit einem geschlossenen Ende oder als Teile eines dreidimensionalen Fachwerks ausgebildet sind.
Lehmbauplatte nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (2) einen quadratischen, rechteckförmigen, trapezförmigen, dreieckigen, viereckigen, sechseckigen, mehreckigen, runden oder ovalen Grundriss im Querschnitt quer zur Dickenrichtung aufweisen, insbesondere eine Wabenstruktur bilden.
Lehmbauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellstruktur (1) aus Papier, Pappe, Holz, Kunststoff, Synthetikfasem, Keramik-Fasern, Carbon-Fasern, Glasfasern, Naturfasern oder Metall gebildet ist oder einen oder mehrere dieser Werkstoffe umfasst.
Lehmbauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lehmbauplatte an mindestens einer Seite, die durch die Längs- und Breitenrichtung aufgespannt ist, vorzugsweise an zwei gegenüber liegenden Seiten, insbesondere an den Außenseiten und/oder in Verbindung mit der Zellstruktur ein flächiges Trägerelement (3) aufweist, insbesondere in Form eines Gewebes, eines Gewirks, eines Vlies, einer Folie, einer Platte und/oder einer Beschichtung.
6. Lehmbauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lehmbauplatte mehrere Lagen mit Zellstrukturen und zwischen den Zellstrukturen oder an den Außenseiten angeordneten flächigen Trägerelementen umfasst.
7. Lehmbauplatte nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das flächige Trägerelement (3) aus Papier, Pappe, Holz, Kunststoff, Synthetikfasern, Keramik-Fasern, Carbon-Fasern, Glasfasern, Naturfasern, Metall und/oder mit Fasern oder sonstigen Verstärkungselementen verstärktem Lehm gebildet ist oder einen oder mehrere dieser Werkstoffe umfasst. 8. Lehmbauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Lehmbaustoff Lehm, Sand, Ton, Ziegel, Gesteine, Mineralien, Holzteile, Zweige, Holzspäne, Fasern, natürliche pflanzliche Fasern, Jute, Leinen, Schilf, Stroh, tierische Fasern, Schafwolle, Pferdehaare, synthetische Fasern, Glasfasern, keramische Fasern und/oder Phasenwechselmaterialien (PCM phase change materials) umfasst.
9. Lehmbauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Tonanteil am Lehmbaustoff größer oder gleich 33 Gew.- , insbesondere größer oder gleich 50 Gew.- , vorzugsweise größer oder gleich 66 Gew.- ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Lehmbauplatte, insbesondere einer Lehmbauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem
eine Zellstruktur (1) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zellen bereitge- stellt wird, in welche ein Lehmbaustoff eingefüllt und ausgehärtet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Lehmbaustoff als erdfeuchtes, rieselfähiges Granulat in die Zellen (2) der Zellstruktur (1) eingefüllt und verdichtet, insbesondere verpresst oder gewalzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein flächiges Trägerelement (3) auf die mit Lehmbaustoff gefüllte Zellstruktur aufkaschiert wird, insbesondere unter Verwendung von aufgespritztem Lehmbaustoff.
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