STUMM, Andreas (Stahnsdorfer Strasse 84, Potsdam, 14482, DE)
| Patentansprüche
1. Verfahren zur hydrothermalen Herstellung von Porenbetonoder Schaumbetonformkörpem genormter Güteklassen mit Rohdichten < 450, insbesondere 400 kg/m 3 g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination der folgenden Merkmale:
Es wird eine zement- und sulfatträgerfreie sowie insbesondere auch sulfatfreie Kalkrezeptur aus mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen CaO-Komponente aus Branntkalk, insbesondere Weißfeinkalk und/oder hydraulischem Kalk oder deren Hydrate, und mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen SiO j -Komponente, insbesondere in Form von gemahlenem Quarssand mit Korngrößen bis 0,13 mm, sowie einem Treibmittel, in Form von Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste, oder vorgefertigtem Schaum hergestellt,
die Rezepturbestandteile werden in einen Mischer gegeben und mit Wasser zu einer gießfähigen Masse gemischt, wobei der Kalk zu Kalkhydrat ablöscht,
die wasserhaltige Masse wird in eine großvolumige rechteckige, einen Boden und abnehmbare Seiten- und Stirnwände sowie einen quaderförmigen Innenraum auf weisende Gießform abgefüllt,
in der Gießform wird die Masse zum poreinbildenden Treiben und Ansteifen bei der Herstellung von Porenbeton, bzw. zum Ansteifen bei der Herstellung von Schaumbeton zu einem grünen selbsttragenden und schnittfesten Betonkuchen gebracht, die Gießform wird um 90° auf eine ihrer Seitenwände gekippt und der Kuchen durch Entfernen des Bodens der Stirnwände und der anderen Seitenwand entschalt, der auf einer seiner Schmalseiten auf der Seitenwand der Gießform hochkant stehende Kuchen wird in einer Sägestation zu mindestens einem Formkörper durch Horizontal- und Vertikalschnitte geschnitten,
an eine Breitseite des geschnittenen Kuchens wird ein hochkant stehender Härteboden, insbesondere ein Härterost angesetzt und der Härteboden samt Kuchen und Gießformseitenwand mit einer Kippvorrichtung um 90° auf seine Breitseite gekippt, so dass der Kuchen mit seiner Breitseite auf dem Härteboden aufliegt,
die Gießformseitenwand wird entfernt und der Härteboden mit geschnittenem Betonkuchen in einen Autoklaven verbracht und der Betonkuchen darin autoklaviert ,
nach der Autoklav!erung wird das hydrothermal gehärtete Betonmaterial dem Autoklaven entnommen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Rezeptur für Porenbeton aus folgenden Bestandteilmengen in Gew.-% bezogen auf den trockenen Feststoffanteil gewählt wird: insbesondere
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Wasser-Feststoff-Verhältnis für die gießfähiσe Masse zwischen 0,45 und 1,35, insbesondere zwischen 0,48 und 0,63 eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein CaO/SiO 2 -Molverhältnis der im Hydrothermalprozess reagierenden Komponenten zwischen 0,15 und 0,95, insbesondere zwischen 0,30 und 0,40 eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Fließmittel Melaminsulfonate und/oder Ligninsulfonate und/oder Naphthalinsulfonate und/oder Polycarboxylatether verwendet wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Wasserrückhaltemittel Stärke oder zelluloseether ver- wendet wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als feinstteilige SiO 2 -Zusatzkomponente eine synthetische Kieselsäure verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als synthetische Kieselsäure eine pyrogene Kieselsäure und/oder eine Fällungskieselsäure verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die synthetische Kieselsäure mit BET-Oberflachen über 10, insbesondere zwischen 20 und 50 mVg verwendet wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass beim Gießen und/oder in der Gießform die gießfähige Masse vibriert wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der geschnittene Kuchen mit einer Höhe von 0,4 bis 0,8, insbesondere von 0,5 bis 0,7 m erzeugt wird.
12. Anlage zur Herstellung von Poren- oder Schaumbetonforrakör- pern nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, g e k e n n z e i c h n e t durch die verfahrenstechnische Kopplung zumindest folgender Einrichtungen:
Vorratsbehälter 1, einem Mischer 3, eine Wasserleitung 2 zum Mischer 3 führend, eine Gießstation mit Gießformen 6 mit abnehmbaren Seiten- und Stirnwänden, eine erste Kippvorrichtung 8 eingerichtet zum Kippen einer einen angesteiften Kuchen enthaltenden Gießform 6 auf eine Schmalseitenwand der Gießform, eine Schneidlinie 9 mit Schneid- stationen 10, 11, 12 zum Schneiden eines hochkant stehenden Kuchens, eine Härterostzuführvorrichtung, eine zweite Kippvorrichtung 13 eingerichtet sum Kippen eines geschnittenen Kuchens samt Gießformseitenwand und Härterost um 90° auf seine Breitseite, einen Autoklaven, sowie Transportmittel zwischen den Einrichtungen und für die Herstellung von Schaumbeton einen Schaumgenerator mit Schaumzuführleitungen zum Mischer (3) .
13. Anlage nach Anspruch 12, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Vibriereinrichtung zum Vibrieren der gießfähigen Masse beim Gießen und/oder nach dem Gießen .
14. Verfahren zur hydrothermalen Herstellung von Poren- oder Schaurπbetonformkörpem genormter Güteklassen mit Rohdichten < 450, insbesondere 400 kg/m 3 , g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination der folgenden Merkmaie: es wird eine zement- und sulfatträgerfreie sowie insbesondere auch sulfatfreie Kalkrezeptur aus mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen CaO-Komponente aus Branntkalk, insbesondere Weißfeinkalk und/oder hydraulischem Kalk, und mindestens einer im Hydrothermaiprozess reaktionsfähigen SiO,-Komponente, insbesondere in Form von gemahlenem Quarzsand mit Korngrößen bis 0,13 mm, sowie einem Treibmittel in Form von Aluminiurnpulver oder Alumini- umpaste für die Herstellung von Porenbeton oder einem vorgefertigten Schaum für die Herstellung von Schaumbeton, und einer hochdispersen synthetischen Kieselsäure hergestellt,
die Reaepturbestandteile werden in einen Mischer gegeben und mit Wasser zu einer gießfähigen Masse gemischt, wobei der Branntkalk zu Kalkhydrat ablöscht,
die wasserhaltige Masse wird in eine großvolumige, rechteckige, einen Boden und abnehmbare Seiten- und Stirnwände sowie einen quaderförmigen Innenraum auf weisende Gießform abgefüllt,
in der Gießform wird die Masse zum Poren bildenden ■ Treiben und Ansteifen bei der Herstellung von Porenbeton oder zum Ansteifen, bei der Herstellung von Schaumbeton zu einem grünen selbsttragenden und schnittfesten Betonkuchen gebracht,
die Gießform wird um 90° auf eine ihrer Seitenwände gekippt und der Kuchen durch Entfernen des Bodens der Stirnwände und der anderen Seitenwand entsclialt,
der auf einer seiner Schmalseiten auf der Seitenwand der Gießform hochkant stehende Kuchen wird in einer Schneidstation zu mindestens einem Formkörper durch Horizontal- und Vertikalschnitte geschnitten, der geschnittene Kuchen wird auf der Seitenwand der Gießform hochkant stehend in einen Autoklaven verbracht und dort autoklaviert ,
nach der Autoklavierung wird das hydrothermal gehärtete Material dem Autoklaven entnommen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Rezeptur aus folgenden Bestandteilmengen in Gew.-% bezogen auf den trockenen Feststoffanteil zur Herstellung von Porenbeton gewählt wird:
insbesondere
16. Verfahren nach Anspruch 14 und/oder 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Wasserfeststoff-Verhältnis für die gießfähige Masse zwischen 0,45 und 1,35, insbesondere zwischen 0,48 und 0,63 eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein CaO/SiO j -Molverhältnis der im Hydrothermalprozess reagierenden Komponenten zwischen 0,15 und 0,95, insbesondere zwischen 0,30 und 0,40 eingestellt wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Fließmittel Melaminsulfonate und/oder Ligninsulfonate und/oder Naphthalinsulfonate und/oder Polycarboxylatether verwendet wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Wasserrückhaltemittel Stärke oder Zelluloseether verwendet wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als hochdisperse SiO,-Zusatzkomponente eine synthetische
Kieselsäure verwendet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als synthetische Kieselsäure eine pyrogene Kieselsäure und/oder eine Fällungskieselsäure verwendet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 und/oder 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die synthetische Kieselsäure mit BET-Oberflachen über 10, insbesondere zwischen 10 und 500, vorzugsweise zwischen 20 und 50 mVg verwendet wird.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass beim Gießen und/oder in der Gießform die gießfähige Masse vibriert wird.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der geschnittene Kuchen mit einer Höhe von 1 bis l,b, insbesondere von 1,1 bis 1,25 m erzeugt wird.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anlage zur Herstellung von Poren- oder Schaumbeton- formkörpern verwendet wird, die g e k e n n z e i c h n e t ist, durch die verfahrenstechnische Koχ^plung zumindest folgender Einrichtungen:
Vorratsbehälter 1, einem Mischer 3, eine Wasserleitung 2 zum Mischer 3 führend, eine Gießstation mit Gießformen 6 mit abnehmbaren Seiten- und Stirnwänden, eine erste Kippvorrichtung 8 eingerichtet zum Kippen einer einen angesteiften Kuchen enthaltenden Gießform 6 auf eine Schmalseitenwand der Gießform, eine Schneidlinie 9 mit Schneid- stationen 10, 11, 12 zum Schneiden eines hochkant stehenden Kuchens, einen Autoklaven, sowie Transportmittel zwischen den Einrichtungen und für die Herstellung von Schaumbeton einen Schaumgenerator mit Schaumzuführleitungen zum Mischer (3) .
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anlage verwendet wird, die eine Vibriereinrichtung zum vibrieren der gießfähigen Masse beim Gießen und/oder nach dem Gießen aufweist. |
Verfahren zur Herstellung von Porenbeton und Schaumbeton sowie Anlage sur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Porenbeton und Schaumbeton mit Rohdichten < 450 kg/m 3 sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens .
Derzeit wird Porenbeton genormter Güteklassen (EN 771-4 und DIN V 4165-100} mit Rohdichten < 500 kg/rn 3 ausnahmslos mit sogenannten Zementrezepturen hergestellt. Dabei wird eine gießfähi ¬ ge Masse aus gebranntem Kalk, meist Feinkalk, insbesondere WeiSfeinkalk, Zement, meist Portlandzement, Quarzmehl oder Quarzsand oder einer entsprechenden in einem Hydrothermalpro- zess reaktionsfähigen Si0 2 -Komponente, Gips und/oder Anhydrit, Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste und Wasser zusammengemischt und in eine Form gegossen. In der Form treibt die Masse auf und steift zu einem sogenannten Kuchen an. Nach dem Ansteifen wird die in Form eines großformatigen Blocks von z. B. 6 m Länge, 1,2 m Breite und 0,7 m Höhe vorliegende Masse en bloc in Formkörper geschnitten und die geschnittenen Formkörper en bloc in einen Autoklaven gebracht, in dem die Masse hydrothermal behandelt wird. Dabei erhärtet das Formkörpermaterial unter Bildung von Calciumsilikathydratphasen, insbesondere in Form von Tober- morit, zum Porenbeton. Nach Beendigung der Autoklavbehandlung werden die erhärteten Formkörper en bloc dem Autoklaven entnommen und in der Regel verpackt.
Dieses Verfahren auf der Basis von Zementreaβpturen mit Gipszu- satz ist nach jahrzehntelangen Entwicklungen und Optimierungen entstanden aus ursprünglich reinen Kalkrezepturen, die lediglich Branntkalk als im Hydrothermalprosess reagierende CaO- Komponente sowie eine SiO,-Komponente und eine Aluminiumkompo-
nente sowie Wasser aufwiesen. Dieses Material wurde in. flache etwa 30 cm hohe Formen gegossen und in denselben autoklaviert . Die Treibhöhe betrug dabei ebenfalls etwa 30 cm, An Stelle von Sand wurden vorwiegend Flugaschen und ölschiefer verwendet, die beide puzzolanisch aktiv sind. Es hat sich beim übergang zu Treibhöhen von mehr als 50 cm jedoch gezeigt, dass das Ablösch- verhalten des Kalks nicht beherrschbar war und die Festigkeiten und das Schwindverhalten ungenügend waren, weshalb zusätzlich Zement und später auch Gips bzw. Anhydrit eingesetzt wurden (z. B. AT-PS 17 77 13, DE 27 39 188 C2, DE-A-27 39 181). Analog wird derzeit auch Schaumbeton ausschließlich unter Verwendung von Zement hergestellt.
Bezüglich der Kalkrezepturen ist bekannt, dass Rezepturen mit Hartbranntkalk oder hydraulischem Kalk verwendbar und stand- und schnittfest angesteifte Massen bzw. Kuchen herstellbar sind, dass aber die Festigkeiten nach der Autoklavierung des nunmehr erhärteten Porenbetons relativ gering sind und die Struktur bezüglich der Porenverteilung und der Calciumsilikat- hydratphasenbildung in einem Formkörper inhomogen ist. Außerdem lassen sich nur Porenbetone und Schaumbetone mit Rohdichten ü- ber 500 kg/m J mit ausreichenden Festigkeiten herstellen. Aus diesen Gründen mussten die Zementrezepturen entwickelt werden, die Gips sowohl als Bestandteil des Zements als auch in Form eines separaten Gips- oder AnhydritZusatzes enthalten.
Die Zementrezepturen haben jedoch schwerwiegende Nachteile, die in Kauf genommen wurden. Durch den Gipszusatz kann es zu KaIk- vergrießungen in der gießfähigen Masse kommen, deren negative Auswirkungen bekannt sind. Mitunter entstehen außerdem sogenannte graue Flecke, Zeichen für eine ungleichmäßige Tobermo- ritbiidung im Stein, so dass die Festigkeit beeinträchtigt wird. Die Zementqualitäten schwanken häufig, so dass Rezepturanpassungen erforderlich werden. Bei der Herstellung von Porenbeton wird der sogenannte Rückschlamm aus der eigenen Produktion in die Rezeptur eingebracht. Die mineralogische Zusammensetzung des Rückschlamms ist nicht konstant, weil sich CaI- ciumsilikathydratphasen aus dem Zement in unterschiedlichen Mengen gebildet haben. Dies hat Auswirkungen auf die Calciumsi- likathydratphasenbildung im Ansteifungs- und Autoklavprozess .
Zudem ist die Kantenbruchfestigkeit der Porenbetonfσrmkörper aus Zementrezepturen teilweise mangelhaft, weil das Porenbeton ¬ material aus Zementrezepturen relativ spröde ist.
Der wesentlichste Nachteil des Poren- und Schaumbetonmaterials auf Zementresepturbasis aber ist, dass es Sulfat aus dem Zement und dem Anhydrit-/Gipszusatz der Ausgangsmischung aufweist. Das Sulfat ist auslaugbar. Dies erschwert das Recycling von Baustellenabfällen und Abbruchmaterial aus Porenbeton, weil der Sulfat-Grenzwert zum Einsatz iπi Landschaftsbau nicht eingehalten wird. Sulfationen können unter bestimmten Bedingungen wäh ¬ rend der Bauwerkserstellung mit Calciumsilikathydratphasen des verwendeten mineralischen Mörtels reagieren und Thaumasit bilden (CaSiO 3 x CaSO 4 x CaCO 3 x 15 H 2 O) . Diese Thaumasitbildung zerstört durch mit Volumenvergrößerungen einhergehende Kristallisation den Baustoffverbünd. Einzig wirksame Gegenmaßnahme ist der Test und die Beschränkung der verwendeten Mörtel und Putze auf ihre Thaumasitbildung.
Aufgabe der Erfindung ist, bei Poren- und Schaumbetonprodukten genormter Güteklassen die Thaumasitbildung auszuschließen und vorzugsweise auch die Nachteile von Zementrezepturen su kompen ¬ sieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 14 und einer Anlage zur Herstellung von Porenbeton gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesen Ansprüchen abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet .
Was im Folgenden bezüglich Porenbeton offenbart wird, gilt im Wesentlichen auch für Schaumbeton»
Die Erfindung sieht die Verwendung sulfatfreier Kalkrezepturen für die Herstellung von Porenbeton vor. Sulfatfreie Branntkalkrezepturen als solche sind zwar bekannt. Die Herstellung von Porenbeton mit den Eigenschaften der derzeit geforderten Güteklassen bezüglich Rohdichte und Festigkeiten (EN 771-4 und DIN V 4165-100) ist aber noch nicht gelungen. Vielmehr sind die
Güteklassen nur mit Zementrezepturen, die für eine optimale To- bermoritbildung auch Gips enthalten müssen, gewährleistbar.
Bekannt ist in diesem Zusammenhang auch, den Zement durch hydraulischen Kalk zu ergänzen oder zu ersetzen. Dabei geht man aber davon aus, dass auch in diesem Fall Gips zur Gewährleistung der Gütemerkmale verwendet werden muss (AT-PS 17 77 13} .
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass es bei Kalkrezepturen für die Herstellung von Porenbeton der genormten Güteklassen mit Rohdichten < 450, insbesondere 400 kg/m J nicht auf die angesteifte, schneidfähige Konsistenz des Kuchens ankommt, die mit Kalkrezepturen ohne weiteres gewährleistbar ist, sondern auf den Wassergehalt des Kuchens bevor er in den Autoklaven gefahren wird. Es hat sich nach umfangreicher Ursachenforschung gezeigt, dass die Struktur des großformatigen Kuchens aus Kalkresepturen trotz relativ geringen Gewichts labil ist und sich im Autoklaven, bei der Hydrothermalhärtung nachteilig verändert, indem das im Kuchen vorhandene Wasser von oben nach unten sickert und sich im unteren Bereich des Kuchens ansammelt. Der obere Bereich des Kuchens trocknet aus und die Masse des unteren Bereichs wird mit Wasser angereichert und aufgrund der Auflast derart labil, dass der Kuchen kollabieren kann. Zumindest aber wird die Struktur so stark verändert, dass keine Forπikörper der geforderten Güteklassen mit homogener Struktur erzeugbar sind.
Für die Lösung des Problems sieht die Erfindung Maßnahmen zur Immobilisierung des Wassers im Kuchen während des Hydrothermalprozesses vor.
Dies geschieht nach einer Ausführungsform der Erfindung durch mechanische Verfahrensmafinahmen, die im folgenden anhand der Fig. 1 und 2a bis 2d beschrieben werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Porenbeton in einem Fließbild;
Fig. 2 die Verfahrensschritte des Kippens des Kuchens.
Aus Vorratsbehältern 1, in denen sulfatfreie Komponenten für Kalkrezepturen zur Herstellung von Porenbeton bevorratet werden, werden die Bestandteile einer Kalkrezeptur einem Mischer 3 aufgegeben, dem über die Wasserleitung 2 Wasser zugeführt wird. Die Bestandteile sind mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige CaO-Komponente, wie Branntkalk oder hydraulischer Kalk, mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige SiO,-Komponente, wie Quarsmehl oder Quarzsand, und Aluminiumpulver oder älurainiumpaste . Wahlweise kann der Rezeptur noch eine im Autoklavprosess inerte Füllstoffkomponente wie z.B. Kalksteinmehl beigegeben werden.
Des Weiteren kann die Rezeptur Porenbetonmehl und/oder Rohstoffrückschlarnm aus der Produktion enthalten. Zudem können Zu- satzmittel wie Fließmittel, Wasserrückhaltemittel und/oder mindestens eine mit der CaO-Komponente z. B. puzzolanisch reagierende, feinstteiiige weitere SiO.-Zusatskomponente aufweisen. Die feinstteiiige weitere SiO,-Zusatzkomponente bildet bereits ohne Hydrothermalbedingungen und/oder im Hydrothermalprozess sehr frühzeitig mit der CaO-Komponente Calciumsilikathydratpha- sen, bevor die grobe ξiO,-Hauptkomponente {Quarzmehl, Quarz- sand) mit der CaO-Komponente reagiert. Außerdem bindet sie aufgrund ihrer hohen Feinteiligkeit freies Wasser adsorptiv.
insbesondere werden die folgenden zement- und gipsfreien Kalkrezepturen verwendet (Angaben in Gew,-%, bezogen auf die Trockensubstanz der Rezeptur) : insbesondere
Dabei wird das CaO/SiO,-MolVerhältnis der im Hydrothermalpro- zess reaktionsfähigen Komponenten zwischen 0,15 und 0,95, insbesondere zwischen 0,30 und 0,40 eingestellt und eine fließfä- hige Masse mit einem Wasser-Feststoff-Verhältnis zwischen 0,45 und 1,35, insbesondere zwischen 0,48 und 0,63 hergestellt. Die Fließfähigkeit kann durch die Zugabe von Fließmitteln und/oder Wasserrückhaltemitteln bei entsprechender Veränderung des Wassergehalts eingestellt werden.
Die Erfindung sieht vor, reine Kalkrezepturen zu verwenden und physikalisch das Kollabieren zu vermeiden. Zudem oder stattdessen wird der freie Wassergehalt in der angesteiften Masse verringert und/oder immobilisiert durch die Verwendung mindestens eines Fließmittels und/oder eines Wasserrückhaltemittels und/oder eines Adsorptionsmittels für Wasser wie Porenbetonmehl oder -Splitt und/oder einen adsorptiv und chemisch Wasser bindenden, die Festigkeit erhöhenden chemisch reagierenden feinstteiligen Zusatzstoff wie feinstteiliges SiQ., und/oder Vibrieren der Masse während des Gießens und/oder Auftreibens bei geringerem Wassergehalt, wodurch die Struktur des Kuchens im Autoklavprozess durch die Aufläse unbeeinträchtigt bleibt.
Als CaO-Komponente wird insbesondere Weißfeinkalk in Form von Weichbranntkalk oder Hartbranntkalk mit CaO~Gehalten über 88, insbesondere zwischen 92 und 96 Gew.-% verwendet. Des Weiteren kann sulfatfreier hydraulischer Kalk als einzige CaO-Komponente oder in Kombination mit Weißfeinkalk verwendet werden, wobei der hydraulische Kalk CaO-Gehalte zwischen 50 und 90, insbesondere zwischen 65 und 85 Gew.-% aufweisen sollte. Ebenso liegt die Verwendung von Kalkhydrat anstelle von Branntkalk oder eine Kombination aus Branntkalk und Kalkydrat im Rahmen der Erfindung.
Die relativ grobe SiO,-Hauptkomponente ist vornehmlich gemahlener Quarzsand oder Quarsmehl üblicher Feinheit mit normaler Gauss 'scher Kornverteiiung bis zu Korngrößen von 0,13, insbesondere bis 0,10 mm. Der SiO^-Gehalt beträgt vorzugsweise über 80, insbesondere über 85 Gew. -% .
Neben gemahlenem Quarzsand oder Quarzmehl kann als SiO 2 - Hauptkomponente auch Flugasche verwendet werden. Die gemahlene SiO.,--Komponente liegt vorzugsweise als trockenes Mehl (< 0,1 mm) vor, weil hierdurch die technologische Beeinflussung der Abgusstemperatur durch die Temperatur des dem Mischer zugeführten sogenannten freien Gießwasser besser gesteuert werden kann als bei Verwendung von Sandschlamm. Dennoch liegt die Verwendung von Sandschlamm ebenso im Rahmen der Erfindung wie der Einsatz von Verbundmehl. Verbundmehl besteht in der Regel aus gemeinsam vermählenern Sand und Kalkkomponente.
Sulfatfreies Porenbetonmaterial in Form von Porenbetonmehl und/oder Porenbetonsplitt wird z. B. mit Feinheiten bis 1,5 mm, insbesondere bis 1,0 mm verwendet. Der sulfatfreie Porenbeton- rohmaterialrückschlamm stammt aus der Produktion und wird im Kreislauf gefahren. Ruckschlamm ist z. B. Sägeabfall mit Wasser vermischt und pumpfähig.
Als feinstteilige bzw. hochdisperse Kieselsäure (Mikrosilica) wird z, B, eine synthetische Kieselsäure (Winnacker-Küchler , Chemische Technologie, Band 3, Anorganische Technologie II, 4. Aufl., Carl Hauser Verlag München, Wien, 1983, S. 75 - 90) verwendet. Insbesondere werden pyrogene Kieselsäuren, die auf dem Wege einer Flammhydrolyse hergestellt werden, sowie Fällungs- kieselsäuren verwendet. Fällungskieselsäuren können unvermahlen oder dampfstrahlvermählen oder sprühgetrocknet oder sprühgetrocknet und vermählen eingesetzt werden. Derartige Fällungskieselsäuren werden z. B. gehandelt unter der Bezeichnung „DüROSlL" und „SIPERNAT". Die synthetischen Kieselsäuren aus der Flammhydrolyse sind unter der Bezeichnung „AEROSIL" auf dem Markt. Die spezifische Oberfläche dieser synthetischen Kieselsäuren sollte z. B. über 10 mVg nach BET und zwischen 20 und 50 m ' Vg betragen. Bei Verwendung von hochdispersen Kieselsäuren mit höheren Oberflächen z. B. 100 - 500 mVg reduziert sich die benötigte Einsatzmenge.
Die Aluminiumkomponente wird entweder als Aluminiumpulver oder Aluminiumpas te eingebracht .
Als Fließmittel kann z. B. Verflüssiger aus der Betonindustrie auf Basis von Melaminsulfonaten, Naphthalinsulfonaten, Polycar- boxylatethern oder Ligninsulfonaten verwendet werden. Diese werden beschrieben 2. B. im Internet unter „Admixture News, Nr. 1 - Januar 2008, BASF Construction Chemicals Europe AG",
Wirksame Wasserrückhai temittel sind 2. B. Stärke oder Zellulo- seether ,
Die Mischungsbestandteile werden im Mischer 3, wie üblich, zu einer gießfähigen Masse gemischt und die gießfähige Masse in eine großvolumige, oben offene Gießform 6 aus Metall mit quaderförmigem Innenraum abgefüllt. Die Abmessungen des Innenraums betragen z. B.: Länge 6,0 m, Breite 1,2 m, Höhe 0,7 m.
Die Gießform 6 weist einen Forrαenboden und zwei den Formenboden umgebende Seitenwände sowie zwei den Formenboden umgebende Stirnwände auf. Die Seiten- und die Stirnwände sind vom Formenboden abnehmbar. In der Gießform 6 treibt die Masse auf und steift zu einem selbsttragenden, schnittfesten grünen Porenbetonkuchen an. Nach dem Ansteifen wird die Gießform 6 in einer ersten Kippeinrichtung 8 auf eine der Seitenwände gekippt und somit hochkant gestellt, so dass der Kuchen auf einer Schmalseite auf der Seitenwand stehend ebenfalls hochkant gestellt ist. Die. andere Seitenwand sowie der Boden und die Stirnwände der Gießform 6 werden entfernt. Von der Kippeinrichtung 8 wird der hochkant stehende auf der Seitenwand der Gießform lagernde Kuchen in eine Transportlinie 9 befördert und mit einer Stirnseite voran in eine erste Schneidstation 10 verbracht, in der mit vertikalen Schneiddrähten die Boden- und die Deckschicht des Kuchens von vorne nach hinten abgeschnitten werden. Danach wird der Kuchen in eine zweite Schneidstation 11 mit horizontalen quer zur Längsers treckung des Kuchens gespannten Schneiddrähten befördert, in der horizontale Schnitte von vorne nach hinten ausgeführt werden. Im Anschluss daran gelangt der Kuchen in eine dritte Schneidstation 12 (Quersäge) , die mindestens einen vorzugsweise horizontal sich quer im 90°-Winkel zur Längsrichtung des Kuchens erstreckenden, gespannten Schneiddraht aufweist, in der der Kuchen von oben nach unten geschnitten wird.
Erfindungswesentlich ist, dass der Kuchen nach den Schneidprozessen in einer Hochkantstellung einer zweiten Ki.ppeinrich.tung 13 zugeführt wird, in der dex~ hochkant stehende Kuchen an einer seiner Breitseiten mit einem Härterost kombiniert und anschließend mit dem Härterost auf seine Breitseite gekippt wird. In dieser Lage wird der Kuchen mit dem Härterost in einen Autoklaven 15 gefahren, in dem wie üblich hydrothermal gehärtet wird.
Durch das Zurückkippen auf die Breitseite wird in überraschender Weise erreicht, dass bei reinen Kalkrezepturen auch ohne Zusatzmittel und ohne Zusatzstoffe und ohne Vibration die Auflast des Kuchens so gering bleibt, dass so viel Wasser im Kuchen immobilisiert bleibt, dass die zur Herstellung eines Porenbetons mit Rohdichten < 400 kg/m 3 und mit den geforderten Güteklassen entsprechenden Struktur des Kuchens erhalten bleibt. Durch, die relativ geringe Auflast im Vergleich zu einer Auflast eines hochkant stehenden Kuchens sickert das Wasser nicht in solchen Mengen nach unten, dass der Kuchen kollabiert. Vielmehr können sulfatfreie Formsteine aus Porenbeton mit Rohdichten < 400 kg/m 1 und mit den geforderten Güteklasseeigenschaften hergestellt werden, die denen aus Zementrezepturen hergestellten Porenbetonen entsprechen.
Ohne Zusatzmittel und ohne Zusatzstoffe und ohne zu vibrieren können Kuchenhöhen bis 0,75, insbesondere bis 0,70 m ohne weiteres beschädigungsfrei autoklaviert werden. Sollen höhere Kuchen autoklaviex't werden, kann beim Gießen der Masse, die weniger Wasser " als für die erforderliche Gießfähigkeit benötigte Menge aufweist, vibriert werden und/oder der Rezeptur ein Fließmittel zugegeben werden und/oder insbesondere, wenn die gießfähige Masse normale Wassermengen für das Gießen aufweisen soll, Wasserrückhaltemittel und/oder hochdisperse Kieselsäure beigegeben werden, womit das Wasser im Kuchen entsprechend immobilisiert wird. Mit diesen zusätzlichen Mitteln und/oder Maßnahmen gelingt es, einen Kuchen aus einer Kalkrezeptur sogar hochkant zu autoklavieren, so dass die zweite Kippvorrichtung entfallen kann. Dies gelingt insbesondere mit Kalkrezepturen, die als Zusatzmittel lediglich eine reaktive, hochreine, hochdisperse Kieselsäure, z. B. Mikrosilica in Mengen von 3 bis 15,
insbesondere von 5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf den CaOH,-Gehalt des Kalkes aufweist. Der SiO~-Gehalt der Kieselsäure sollte dabei nicht unter 92 Gew.-% liegen. Die hochdisperse Kieselsäure wird insbesondere mit spezifischen BET-Oberflachen zwischen 20 und 50 mVg verwendet. Durch eine große spezifische Oberfläche bedingt wird Wasser adsorptiv gebunden und durch chemische Reaktionen Calciumsilikathydratphasen mit der Kalkkomponente gebildet, und zwar schon im grünen Zustand des Kuchens, so dass das Wasser für den Autoklavprozess immobilisiert ist und ein Kollabieren des Kuchens im Autoklaven vermieden werden kann.
Aus der ξP 1 892 226 A2 ist bekannt, eine mikro- bzw. nanoporö- se Kieselsäure in Form von mikro- bzw. nanoporösen Teilchen einer Pσrenbetonmischung zuzusetzen. Diese Art der Kieselsäure, die mikro- bzw. nanoporös ist, übersteht den Autoklavprozess schadlos und die Partikel verbleiben in der Grundmatrix, in der sie eingebunden sind. Mit einer derartigen mikro- bzw. nanoporösen Kieselsäure kann die vorliegende Erfindung nicht verwirklicht werden, bei der es darauf ankommt, dass die hochdisperse Kieselsäure puzzolanisch reagiert und Calciumsilikathydratphasen bildet.
Zur besseren Auslastung des Autoklavens können mehrere übereinander gestapelte auf Häx'terosten liegend lagernde Kuchen gleichzeitig in einem Autoklaven gehärtet werden, wenn die Härteroste im Autoklaven jeweils gesondert abgestützt werden und nicht auf dem darunter befindlichen Kuchen aufsitzen.
Das Autoklavieren von auf Härterosten auf ihrer Breitseite liegenden Kuchen ist z. B. aus der DE-A-21 08 300 oder DE-A-23 07 031 bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird der Kuchen zum Schneiden vorher vollkommen entschalt und mit Hub- oder Saug- vorrichtungen der Schneidvorrichtung zugeführt. Diesen Transport überstehen Kuchen aus Kalkrezepturen wegen ihrer labilen Struktur und Konsistenz nicht. Erst die Kombination eines Schneidverfahrens nach der DS 958 639 B mit einem Kippverfahren auf eine Breitseite des Kuchens entsprechend den beiden oben genannten Offenlegungsschriften nach dem Schneiden ermöglicht die Produktion von Porenbeton aus Kalkresepturen. Dabei stellt der zweite Kippvorgang eine zusätzliche in diesem Zusammenhang
nicht naheliegende Maßnahme dar, denn das Zurückkippen beim Stand der Technik erfolgte zur Vermeidung des Zusammenbackens übereinander angeordneter Formkörper beim Autoklavieren oder surrt Entfernen der Bodenschicht ,
Die Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe durch Zusatz- mittel und/oder Zusatzstoffe und/oder Vibrieren unter Beibehaltung des Autoklavierens hochkant gestellter Kuchen nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist nach dem Stand der Technik ebenfalls nicht herleitbar, weil die Probleme, die sich mit Kuchen auf der Basis von Kalkrezepturen im Autoklavprozess ergeben, unbekannt gewesen sind.
Fig. 2a zeigt die Positionierung eines geschnittenen hochkant auf einer Formenseitenwand stehenden Kuchens, der aus einer nicht dargestellten Schneidanlage gekommen ist. Die Seitenwand 17 lagert auf einer Transportvorrichtung 21. Der Kuchen 16 ist vor einem Härterost 20 positioniert, der von einem um eine horizontale Achse 18 kippbaren Kipptisch 19 gehaltert wird.
Gemäß Fig. 2b wird der Kuchen 16 mit der Seitenwand 17 und der Transportvorrichtung 21 an den Härterost 20 herangeschoben.
Der Kuchen 16 samt Seitenwand 17 und Transportvorrichtung 21 wird mit dem Kipptisch 19 um die Achse 18 um 90° gekippt und liegt dann mit seiner Breitseite auf dem Härterost 20 (Fig. 2c) .
Danach werden die Seitenwand 17 und die Transportvorrichtung 21 vom Kuchen seitlich weggefahreil (Fig. 2d} .
Der Härterost 20 wird anschließend mit dem Kuchen 16 zu einem Autoklaven 15 befördert, der Kipptisch 19 mit der Seitenwand 17 und der Transportvorrichtung 21 zurückgekippt und die Trans- portvorrichtung 21 mit der Seitenwand 17 aus der Kippanlage heraus befördert (nicht dargestellt) .
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