Formstein, sowie Verfahren zur Bildung eines Formsteins

Die Erfindung betrifft einen Formstein gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Es ist bekannt, in den Hohlräumen von Ziegeln bzw. Betonfertigsteinen Dämmstoff etwa in Form von Styroporklötzen oder Kunststoffschaumplatten anzuordnen. Nachteilig an derartigen Formsteinen sind der hohe Herstellungsaufwand verbunden mit den mangelnden Wärme- und Schalldämmungseigenschaften, aufgrund der geringen Lufteinschlüsse in der Styropor- bzw. Kunststoffmasse.

Es sind weiters Formsteine mit Hohlräumen bekannt, welche erst auf der Baustelle mit einem granulierten Dämmstoff, etwa Styroporkügelchen, gefüllt werden. Nachteilig an derartigen Formsteinen, ist der hohe Arbeitsaufwand auf der Baustelle, welcher zudem nur zu einer sehr unregelmäßigen Verteilung des Dämmmaterials, und damit auch zu sehr unterschiedlichen Wärme- und Schalldämmungseigenschaften, führt. Zudem kann es auf der Baustelle zu einem erheblichen Verlust an Dämmmaterial kommen, aufgrund ungenauen Einfüllens in die Hohlräume, bzw. können die Bauarbeiter auf die Befüllung der Hohlräume vergessen, bzw. das Befüllen unterschlagen, da dies bei einem einmal gebildeten Bauwerk nur schwer kontrollierbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Formstein der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem einfach, schnell und sicher ein im Wesentlichen homogenes Bauwerk gebildet werden kann, welches eine hohe und gleichmäßige Wärme- und Schalldämmung aufweist. Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Dadurch kann ein Formstein gebildet werden, welcher eine hohe Wärme- und Schalldämmung aufweist, welcher einfach und unkompliziert verarbeitbar ist, und bei dem der Dämmstoff gegen Entwenden gesichert ist. Die direkt bzw. unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum des Formsteins gebildete Füllung umfassend Aerogel und/oder Aerogel- Granulat kann viel Luft binden, und weist demgemäß eine hohe Wärme- und Schalldämmleistung auf, wobei durch das direkte bzw. unmittelbare Bilden innerhalb des Hohlraums eine feste bzw. innige Verbindung mit der Oberfläche des Hohlraums und somit des Formsteins erreicht werden kann, wodurch ein Verrutschen bzw. ein Verlust der Füllung, daher des Dämmstoffs, verhindert wird. Dadurch kann bei unverändertem Arbeitsablauf auf einer Baustelle ein Bauwerk gebildet werden, welches im Wesentlichen homogene Eigenschaften aufweist.

Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der

Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung betrifft weiters ein erstes Verfahren zur Bildung eines Formsteins, wobei der

Formstein wenigstens einen Hohlraum aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zur Bildung eines Formsteins der vorstehend genannten Art anzugeben, mit welchem die eingangs genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem einfach, schnell und sicher ein Formstein gebildet werden kann, welcher eine hohe und gleichmäßige Wärme- und Schalldämmung aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 7 erreicht.

Dadurch kann ein Formstein gebildet werden, welcher eine hohe Wärme- und

Schalldämmung aufweist, welcher einfach und unkompliziert verarbeitbar ist, und bei dem der Dämmstoff gegen Entwenden gesichert ist. Die direkt bzw. unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum des Formsteins gebildete Füllung umfassend Aerogel und/oder Aerogel-

Granulat kann viel Luft binden, und weist demgemäß eine hohe Wärme- und

Schalldämmleistung auf, wobei durch das direkte bzw. unmittelbare Bilden innerhalb des

Hohlraums eine feste bzw. innige Verbindung mit der Oberfläche des Hohlraums und somit des Formsteins erreicht werden kann, wodurch ein Verrutschen bzw. ein Verlust der Füllung, daher des Dämmstoffs, verhindert wird. Dadurch kann bei unverändertem Arbeitsablauf auf einer Baustelle ein Bauwerk gebildet werden, welches im Wesentlichen homogene

Eigenschaften aufweist.

Der Unteranspruch, welche ebenso wie der Patentanspruch 7 gleichzeitig einen Teil der

Beschreibung bildet, betrifft weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung betrifft weiters ein zweites Verfahren zur Bildung eines Formsteins, wobei der

Formstein wenigstens einen Hohlraum aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zur Bildung eines Formsteins der vorstehend genannten Art anzugeben, mit welchem die eingangs genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem einfach, schnell und sicher ein Formstein gebildet werden kann, welcher eine hohe und gleichmäßige Wärme- und Schalldämmung aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 9 erreicht.

Dadurch kann ein Formstein gebildet werden, welcher eine hohe Wärme- und

Schalldämmung aufweist, welcher einfach und unkompliziert verarbeitbar ist, und bei dem

der Dämmstoff gegen Entwenden gesichert ist. Die direkt bzw. unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum des Formsteins gebildete Füllung umfassend Aerogel und/oder Aerogel-

Granulat kann viel Luft binden, und weist demgemäß eine hohe Wärme- und

Schalldämmleistung auf, wobei durch das direkte bzw. unmittelbare Bilden innerhalb des

Hohlraums eine feste bzw. innige Verbindung mit der Oberfläche des Hohlraums und somit des Formsteins erreicht werden kann, wodurch ein Verrutschen bzw. ein Verlust der Füllung, daher des Dämmstoffs, verhindert wird. Dadurch kann bei unverändertem Arbeitsablauf auf einer Baustelle ein Bauwerk gebildet werden, welches im Wesentlichen homogene

Eigenschaften aufweist.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formstein in axonometrischer

Darstellung; und

Fig. 2 ein Detail des Formsteins gemäß Fig. 1 in Schnittdarstellung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Formstein 1 , insbesondere umfassend Keramik und/oder Beton, mit wenigstens einem Hohlraum 2, wobei in dem wenigstens einen Hohlraum 2 wenigstens bereichsweise wenigstens eine, unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum 2 gebildete

Füllung 7 umfassend Aerogel und/oder Aerogel-Granulat angeordnet ist.

Dadurch kann ein Formstein 1 gebildet werden, welcher eine hohe Wärme- und

Schalldämmung aufweist, welcher einfach und unkompliziert verarbeitbar ist, und bei dem der Dämmstoff gegen Entwenden gesichert ist. Die direkt bzw. unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum 2 des Formsteins 1 gebildete Füllung 7 umfassend Aerogel und/oder

Aerogel-Granulat kann viel Luft binden, und weist demgemäß eine hohe Wärme- und

Schalldämmleistung auf, wobei durch das direkte bzw. unmittelbare Bilden innerhalb des

Hohlraums 2 eine feste bzw. innige Verbindung mit der Oberfläche des Hohlraums 2 und somit des Formsteins 1 erreicht werden kann, wodurch ein Verrutschen bzw. ein Verlust der

Füllung 7, daher des Dämmstoffs, verhindert wird. Dadurch kann bei unverändertem

Arbeitsablauf auf einer Baustelle ein Bauwerk gebildet werden, welches im Wesentlichen homogene Eigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäße Formsteine 1 sind umfassend Beton und/oder Keramik jeder Art vorgesehen, wobei auch Verbundmaterialien vorgesehen sein können, etwa faserverstärkte

Betonwerkstoffe. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Formstein 1 als gebrannter

Ziegel umfassend einem Keramikwerkstoff ausgeführt. Erfindungsgemäße Formsteine 1 können in jeder Form und Ausgestaltung ausgebildet sein, wobei besonders bevorzugt Formsteine 1 in der Form und den Abmessungen der beim allgemeinen Hausbau üblichen sog. Hochlochziegel vorgesehen sind.

Erfindungsgemäße Formsteine 1 weisen wenigstens einen Hohlraum 2 auf, welcher wenigstens eine öffnung 3, 4 aufweist, welche in einer oberen oder unteren Stirnseite 5, 6 des Formsteins 1 angeordnet ist. Der wenigstens eine Hohlraum 2 kann dabei etwa als einseitig offenes Sackloch ausgebildet sein. Bevorzugt, und wie in der Fig. 2 dargestellt, ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Hohlraum 2 zwei öffnungen 3, 4 aufweist, wobei eine erste öffnung 3 in der oberen Stirnseite 5 und eine zweite öffnung 4 in der unteren Stirnseite 6 ausgebildet ist, wodurch eine besonders einfache und effektive Herstellung - etwa mittels Strangpressverfahren - möglich ist. Bevorzugt sind eine vorgebbare Mehrzahl an Hohlräumen 2 vorgesehen, wobei besonders bevorzugt Anzahl und Ausbildung der Hohlräume 2 entsprechend der bei sog. Hochlochziegeln bekannten Ausführungen vorgesehen sein können. Bei erfindungsgemäßen Formsteinen ist vorgesehen, dass in dem wenigstens einen Hohlraum 2 wenigstens bereichsweise wenigstens eine, unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum 2 gebildete Füllung 7 umfassend wenigstens ein Aerogel und/oder ein Aerogel-Granulat angeordnet ist, daher, dass das Füllung 7 mit dem Aerogel und/oder dem Aerogel-Granulat direkt bzw. unmittelbar in dem wenigstens einen Hohlraum 2 gebildet wird. Bevorzugt sind zwei Verfahren zur Bildung eines erfindungsgemäßen Formsteins 1 vorgesehen. Bei einem ersten Verfahren zur Bildung eines Formsteins 1 , wobei der Formstein 1 wenigstens einen Hohlraum 2 aufweist, ist vorgesehen, Wasserglas in den wenigstens einen Hohlraum 2 eingebracht wird, und dass das Wasserglas erhitzt und derart zu einem - eine Füllung 7 bildenden - gebundenen Aerogel-Granulat aufgeschäumt wird, wodurch ein Formstein 1 gebildet wird, welcher eine Füllung 7, umfassend ein gebundenes Aerogel- Granulat umfasst, welches unmittelbar im Hohlraum 2 durch erhitzen aufgeschäumtes Wasserglas umfasst. Dies stellt eine besonders einfache und sicher Methode zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formsteins 1 dar. Eine Füllung 7, welche erhitztes und aufgeschäumtes Wasserglas umfasst, weist darüber hinaus sehr gute mechanische, akustische und thermische Eigenschaften auf. Es kann jedes Verfahren zur Erwärmung des Wasserglases in dem wenigstens einen Hohlraum 2 vorgesehen sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Wasserglas mittels Infrarotstrahlung und/oder mittels Mikrowellenstrahlung erwärmt wird. Dadurch kann die notwendige Energie gezielt und gebündelt direkt auf das zu erwärmende

Wasserglas gerichtet werden, wodurch eine weitere thermische Belastung des Formsteins 1 verhindert werden kann, wodurch die Lebensdauer des Formsteins 1 erhöht wird. Alternativ hiezu kann vorgesehen sein, dass die Füllung 7 wenigstens ein Schäummittel, insbesondere umfassend Isocyanat und/oder Polyol, umfasst, wodurch erfindungsgemäße Formsteine 1 ohne zusätzliche thermische Behandlung gebildet werden können. Bevorzugt unabhängig von der Art der Bildung der Füllung 7 in dem Hohlraum 2 können eine Reihe unterschiedlicher Ausbildungen des Aerogels bzw. des Grundstoffes zur Bildung des Aerogels, des Aerogel-Granulats bzw. der Füllung 7 vorgesehen sein, wodurch die Eigenschaften des Formsteins 1 an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden können. So kann in einer ersten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Füllung 7 wenigstens ein gebundenes Aerogel-Granulat umfasst, wobei als erstes Bindemittel insbesondere Zement, Wasserglas, Silikonöl, Kalk, Eiweiß und/oder Stärke vorgesehen ist. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Füllung 7 wenigstens ein gebundenes erstes Stoffgemenge aus Aerogel-Granulat und/oder pyrogener Kieselsäure und/oder Perlit und/oder Blähglimmer umfasst, wodurch die akustischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften des Formsteins 1 an unterschiedliche Anforderungen, etwa hinsichtlich eines zu erreichenden thermischen Leitwerts, einer akustischen Absorption und/oder hinsichtlich der Kosten in einem weiten Bereich angepasst werden kann. In einer dritten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das Aerogel und/oder das Aerogel-Granulat wenigstens einen weiteren hydrophobierenden Zuschlagsstoff umfasst. Durch den hydrophobierenden Zuschlagsstoff kann erreicht werden, dass schneller eine erhöhte Anzahl an „Blasen" in dem Grundmaterial für die Bildung der Füllung 7 erzeugt wird, wodurch die Zeit zur Bildung der Füllung 7 reduziert wird, und gleichzeitig die Dichte der Füllung 7 noch weiter reduziert werden kann.

Bei einem zweiten Verfahren zur Bildung eines Formsteins 1, wobei der Formstein 1 wenigstens einen Hohlraum 2 aufweist, ist vorgesehen, dass einem ersten Stoffgemenge aus Aerogel-Granulat und/oder pyrogener Kieselsäure und/oder Perlit und/oder Blähglimmer wenigstens ein Schäummittel, insbesondere umfassend Isocyanat und/oder Polyol, beigemengt und derart ein zweites Stoffgemenge gebildet wird, dass das zweite Stoffgemenge in den Hohlraum 2 eingebracht wird, und dort unter Einwirkung des Schäummittels durch Aufschäumen eine Füllung 7, umfassend ein Aerogel, gebildet wird, wodurch ein Formstein 1 gebildet wird, welcher eine Füllung 7 umfasst, welche wenigstens ein Schäummittel, insbesondere umfassend Isocyanat und/oder Polyol, umfasst. Gemäß dem zweiten Verfahren

gebildete Formsteine 1 weisen den Vorteil auf, dass diese zum Bilden der Füllung 7 keiner weiteren thermischen Behandlung bedürfen.

Bei erfindungsgemäßen Formsteinen 1 kann weiters vorgesehen sein, dass die wenigstens eine öffnung 3, 4 verschlossen ist, wobei jede Art eine derartige öffnung 3, 4 zu verschließen vorgesehen sein kann, etwa kann vorgesehen sein, die wenigstens eine öffnung 3, 4 mit einem Pfropfen zu verstopfen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine öffnung 3, 4 verklebt ist. Dadurch kann die wenigstens eine öffnung 3, 4 sicher, schnell und mit einem geringen Aufwand verschlossen werden. Hiezu kann bevorzugt vorgesehen sein, dass im Bereich der wenigstens einen öffnung 3, 4 wenigstens bereichsweise wenigstens ein Klebstoff, insbesondere wenigstens ein Kunstharz, vorzugsweise Polyesterharz und/oder Epoxydharz, und/oder wenigstens ein zweites Bindemittel, insbesondere Zement, Wasserglas, Silikonöl, Kalk, Eiweiß und/oder Stärke, angeordnet ist. Der Klebstoff und/oder das Bindemittel kann dabei sowohl innerhalb des Hohlraums 2, als auch außerhalb des Hohlraums 2 im Bereich der wenigsten einen öffnung 3, 4 angeordnet sein.

Weitere Merkmale der Erfindung können außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Figuren hervorgehen, wobei einzelne Merkmale, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausfuhrungsformen, jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Kombinationen bei wenigstens einer Ausfuhrungsform der Erfindung und/oder auf anderen Gebieten verwirklicht sein können, wobei jede Merkmalskombination vorgesehen sein kann, und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Erfindungen darstellen können. Die Unterteilung der gegenständlichen Anmeldung in mehrere Abschnitte beschränken die unter diesen Abschnitten jeweils gemachten Aussagen nicht in deren allgemeinen Gültigkeit für die Erfindung.