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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A BRICK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/010505
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a brick, which contains an insulating material body in a hollow chamber, which insulating material body is formed from a cured mixture of a fill of porous grains consisting of expanded particles of volcanic glass and a binder, the binder being a binder that cures by contact with water. Before the fill of porous grains is mixed with the still uncured binder, water is forced into the interior of the porous grains by means of a pressure difference.

Inventors:
DULLINGER HEINZ (AT)
Application Number:
PCT/AT2018/000063
Publication Date:
January 17, 2019
Filing Date:
July 05, 2018
Export Citation:
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Assignee:
DULLINGER HEINZ (AT)
International Classes:
C04B28/02; C04B20/00; C04B28/04; C04B28/26
Foreign References:
DE102004049618A12006-04-20
US3062752A1962-11-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren für das Herstellen eines Ziegels, welcher in einer Hohlkammer einen Dämmstoffkörper enthält, der aus einer ausgehärteten Mischung aus einer Schüttung von porösen Körnern aus geblähten Partikeln aus vulkanischem Glas und einem Bindemittel gebildet ist, wobei das Bindemittel ein durch Kontakt mit Wasser aushärtendes ist,

dadurch gekennzeichnet, dass noch vor dem Vermischen der Schüttung von po¬ rösen Körnern mit dem noch nicht ausgehärteten Bindemittel durch einen Druckunterschied Wasser in das Innere der porösen Körner hineingepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein solches verwendet wird, welches hygroskopisch ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfah¬ rensschritte

- Hineinpressen von Wasser in das Innere der porösen Körner,

- Bilden einer rieselfähigen Mischung durch Vermengen einer Schüttung aus porösen Körnen, in deren Inneres Wasser hineingepresst wurde, mit dem Bindemittel

- Einfüllen der rieselfähigen Mischung in Hohlkammern von Ziegelgrund¬ körpern

- Aushärten der in den Hohlkammern enthaltenen Mischung

in dieser Reihenfolge zeitlich hintereinander durchgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Hineinpressens von Wasser in das Innere der porösen Körner im Inneren der porösen Körner gegenüber Umgebungsdruck ein Unterdruck herrscht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hineinpressen von Wasser in das Innere der porösen Körner erfolgt indem eine Schüttung aus porösen Körnern in das Arbeitsvolumen eines Autoklaven eingefüllt wird, das Arbeitsvolumen dann unter Unterdruck gesetzt wird und dann mit Wasser geflutet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hineinpressen von Wasser in das Innere der porösen Körner erfolgt indem eine Schüttung aus porösen Körnern in trockenem Zustand erhitzt und dann durch kaltes Wasser geflutet und abgekühlt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fluten ein Teil des Wassers aus der Schüttung aus porösen Körnern entfernt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel Zement ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vulkanische Glas Rhyolith ist.

Description:
Verfahren für das Herstellen eines Ziegels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Herstellen eines Ziegels, welcher in ei ¬ ner Hohlkammer einen Dämmstoffkörper enthält, der aus porösen Körnern aus geblähten Partikeln aus vulkanischem Glas und einem diese verbindenden Bindemittel gebildet ist.

"Vulkanisches Glas" in diesem Sinne sind Materialien vulkanischen Ursprungs wie Perlit, Vermiculit, Pechstein oder Rhyolith, die einen hohen Anteil an S1O2 als glas ¬ bildendes Material sowie Kristallwasser beinhalten. Poröse Körner aus geblähten Partikeln aus vulkanischem Glas werden bekanntlich gebildet indem Partikel aus vulkanischem Glas so weit erhitzt werden (über 700°C), dass die glasbildenden Ma ¬ terialanteile teigig weich werden und durch das verdampfende eingeschlossene Kristallwasser aufgebläht werden. Mit dem Abkühlen verfestigen sich die geblähten teigigen Masseteilchen zu Körnern, welche einen hohen Volumenanteil an Poren aufweisen. Idealerweise werden dabei Körner gebildet, welche äußerlich nicht zer ¬ klüftete sind sondern eine glasartig, geschlossen erscheinende Oberfläche aufwei ¬ sen, unter dieser aber und einen hohen (inneren) Porenanteil aufweisen. Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung derartiger zu porösen Körnern aufgeblähter Partikel sind beispielsweise durch die Schriften CN 201158620 Y, WO 2009/009817 AI, AT 504051 AI und EP 353860 A2 offenbart.

Analog zu Sand als jenen Bestandteil von Beton, der als "Zuschlag" oder als "Ge ¬ steinskörnung" bezeichnet wird, wird fallweise auch ein Schüttgut aus zu porösen Körnern aufgeblähten Partikeln vulkanischen Glases verwendet, um unter Hinzu ¬ gabe eines Bindemittels einen Dämmstoffkörper zu bilden. Als dazupassendes Bin ¬ demittel kann - wie bei Beton - ein Gemisch aus Zement und Wasser verwendet werden. Je nach Anforderungen können aber auch andere Bindemittel, wie bei ¬ spielsweise Wasserglas oder organische Klebstoffe, verwendet werden, oder auch Zementgemische, die eine schaumbildende Komponente enthalten. Die aus Schütt ¬ gut aus besagten porösen Körnern und Bindemittel gebildeten Dämmkörper werden typischerweise zur Wärmeisolierung in Hochbauten verwendet. Neben Platten, die eine Gebäudeschicht bilden, sind dazu - beispielsweise unter der Bezeichnung "per- litverfüllte Ziegel" - auch Ziegel erhältlich, bei denen die Hohlräume eines Tongrundkörpers durch Dämmkörper gefüllt sind, die aus einer ausgehärteten Schüttung aus geblähten Perlitpartikeln und Bindemittel gebildet sind.

Die AT 513933 AI beschreibt ein Verfahren für das Verbinden von Körnern aus geblähtem Vulkanglas unter Anwendung eines Bindemittels wobei das Bindemittel selbst aus mehreren flüssigen oder pulverförmigen Komponenten bzw. Komponentengruppen zusammenzumischen ist. Um vorzeitiges Verklumpen des Bindemittels während des Mischens mit den Körnern aus geblähtem Vulkanglas zu vermeiden, werden in einem ersten Mischgang nur die Körner und ein solcher Teil der Komponenten des Bindemittels, welcher für sich allein nicht aushärtbar ist, vollständig vermischt. Erst in einem oder mehreren späterem Mischvorgängen werden die restlichen Komponenten des Bindemittels eingemischt. Die fertige Mischung wird in einer Form durch Druck verdichtet aushärten gelassen.

Die DE 10 2004 049 618 AI beschreibt einen Hohlbaustein dessen Hohlräume mit einer Mischung welche poröses Schüttgut wie beispielsweise geblähtes Perlite um- fasst, gefüllt sind. Neben dem porösen Schüttgut enthält die Mischung jedenfalls auch Wasser und einen Verdicker. Der Verdicker verbessert die Handhabbarkeit der Mischung während des Befüllens der Hohlräume.

Die DE 10 2004 049618 AI beschreibt einen Ziegel, dessen Hohlkammern mit Dämmmaterial auf Basis eines Schüttgutes aus porösen Körnern gefüllt sind, wobei das Schüttgut mit Wasser, Verdicker und bevorzugt einem Hydrophobierungsmittel vermengt ist.

Die DE 19844722 AI beschreibt die Zusammensetzung eines Leichtbaumörtels, welcher bestimmungsgemäß werksseitig als Trockenmörtelmischung hergestellt wird und am Einsatzort mit Wasser angerührt wird und letztendlich als gut wärmeisolierendes Bindemittel zwischen den Ziegeln einer Mauer dient. Die Trockenmörtelmischung umfasst Zement, Luftporenbildner, und als Leichtzuschlagstoffe geblähtes Perlit und Blähglas. Die DE 2417500 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von relativ festen, gut porösen Leichtbausteinen. Eine zuvor gemischte trockene Mischung aus einem fein ¬ körnigen sandigen Zuschlagstoff und einem pulverförmigen Bindemittel wie Zement oder Kalkhydrat wird in einem weiteren Mischvorgang mit Granulat aus körnigem Eis vermischt und in eine Form gepresst oder gerüttelt und darin aushärten gelas ¬ sen.

Die DE 3304033 AI beschreibt Versionen eines Leichtbaustoffes, welcher aus ge ¬ blähtem Perlit als Zuschlagstoff und Bindemittel besteht, wobei verschiedene Bin ¬ demittelmischungen, die auch Wasser enthalten, vorgeschlagen werden. Die Komponenten werden einschließlich Wasser zusammengemischt und aushärten gelas ¬ sen, teilweise in Formpressen, teilweise unter Einwirkung von Wasserdampf.

Die EP 2915798 AI beschreibt die Herstellung eines Bauelementes auf Basis ge ¬ blähten Perlits. Einer Schüttung von porösen Körnern, die durch Blähen von Perlit- partikeln gebildet sind, wird erst Wasser beigemengt, dann Zement, dann wird die Mischung in Blockformen gefüllt, mittels Rüttler verdichtet und schließlich aushär ¬ ten gelassen.

Die WO 2008139180 AI beschreibt die Herstellung von Gegenständen die als Wär ¬ meisolierung, Schalldämmung oder Feuerschutz einsetzbar sind. Ein Granulat aus Partikeln geblähten Tons wird mit bis zu seinem dreifachen Gewicht mit Wasser getränkt, dann mit einem Bindemittel vermischt in eine Form gegossen und aushär ¬ ten gelassen.

Gemäß der WO 9832713 AI wird ein Leichtwerkstoff aus einer Schüttung geblähten Perlits gebildet, indem dem Perlit Hydrophobierungsmittel und - in einer wässrigen Lösung - Alkalisilikate beigemengt werden.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung eines Ziegels bereitzustellen, welcher aus einem mindestens eine Hohl ¬ kammer umfassenden Grundkörper und einem Dämmkörper, der Füllung für min ¬ destens eine Hohlkammer ist, besteht, wobei der Dämmkörper aus einem verfestig ¬ ten Gemisch besteht, dessen am meisten voluminöse Grundkomponente eine Schüt- tung aus porösen Körnern ist, die durch Aufblähen von Partikeln aus vulkanischem Glas entstanden sind. Gegenüber dazu schon bekannten Verfahren soll eine Verbesserung dahingehend erzielt werden, dass der Vorgang des Füllens der Hohlkammer mit weniger Aufwand verbunden ist, und, dass der Dämmkörper höhere Diffusi ¬ onsoffenheit und höhere Porosität aufweisen kann, insbesondere auch dann, wenn die porösen Körner selbst eine weitgehend geschlossene, nicht zerklüftete Oberflä ¬ che aufweisen.

(Eine geschlossene, nicht zerklüftete Oberfläche der porösen Körner ist erwünscht, weil damit hohe mechanische Festigkeit und die Abwesenheit von gefährlichen Stäuben einhergehen.)

Für das Lösen der Aufgabe wird entsprechend der folgenden Schrittfolge vorgegan ¬ gen: a In das Innere jener porösen Körner, die durch Aufblähen von Partikeln vulkani ¬ schen Glases gebildet sind, wird Wasser hineingepresst. b Eine Schüttung von porösen Körnern, in welche Wasser hinein gepresst wurde, wird mit einem Bindemittel vermengt, sodass eine rieselfähige Mischung ent ¬ steht. Das Bindemittel ist dabei eines ist, welches bei Kontakt mit Wasser aus ¬ härtet. Üblicherweise wird ein hygroskopisches (- also wasseraufnehmendes - ) Bindemittel verwendet. c Die in Schritt b gebildete rieselfähige Mischung wird in Hohlkammern der Zie ¬ gelgrundkörper eingefüllt. d Die in den Hohlkammern befindliche Mischung wird aushärten gelassen.

Das Hineinpressen von Wasser in Schritt a erfordert, dass sich an der Außenober- fläche der porösen Körner flüssiges Wasser befindet und dieses unter höherem Druck steht, als Gasdruck im Inneren der porösen Körner herrscht. Bevorzugt wird dieser erforderliche Druckunterschied hervorgerufen, indem im Inneren der porösen Körner ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck erzeugt wird. Das Erzeugen des Unterdrucks kann in einem Autoklaven erfolgen. Dazu wird erst eine Schüttung aus porösen Körnern in das Arbeitsvolumen des Autoklaven eingefüllt. Dann wird das Arbeitsvolumen unter Unterdruck gesetzt, also Luft aus dem ansonsten abgeschlossenen Arbeitsvolumen abgesaugt, bis im Arbeitsvolumen bei ¬ spielsweise um 0,3 bar geringerer Druck herrscht als in der Umgebung. Zufolge des Unterdrucks entweicht Gas aus dem Inneren der porösen Körner. Nach ein paar Minuten wird das bis dahin unter Unterdruck stehende Arbeitsvolumen mit Wasser geflutet. Durch den im Inneren der porösen Körner vorliegenden Unterdruck wird Wasser in die porösen Körner hinein gesaugt. Nachdem die Schüttung von nun mit Wasser angereicherten porösen Körnern aus dem Arbeitsvolumen des Autoklaven entfernt wurde, kann sie etwas getrocknet werden, sodass die Außenoberfläche der porösen Körner ganz oder teilweise trocken ist.

Das Erzeugen von Unterdruck im Inneren der porösen Körner zwecks Einsaugens von Wasser kann auch durch rasche Abkühlung erfolgen. Dazu wird die Schüttung aus porösen Körnern vorzugsweise in einem Behältnis in trockenem Zustand er ¬ hitzt, beispielsweise auf etwa 150°C, und dann mit kaltem Wasser rasch geflutet. Während des Erhitzens entweicht zufolge Wärmeausdehnung Gas aus dem Inneren der porösen Körner. Durch die umgekehrte Wärmeausdehnung beim Fluten und damit Abkühlen der Schüttung entsteht im Inneren der porösen Körner ein Unter ¬ druck. Durch diesen Unterdruck wird umgebendes Wasser in das Porenvolumen der porösen Körner hineingesaugt. Auch die so gebildete Schüttung kann vor der Wei ¬ terverarbeitung etwas getrocknet werden.

Zur Weiterverarbeitung wird die Schüttung aus porösen Körnern, welche Wasser enthalten, mit Bindemittel vermengt. Typischerweise ist dieses Bindemittel Zement, beispielsweise handelsüblicher Portlandzement in trockenem, pulverförmigem Zu ¬ stand. Das Volumenverhältnis von Schüttung aus porösen Körnern zu Zementpul ¬ ver kann dabei beispielsweise bei sechs zu eins liegen. Desto trockener die porösen Partikel sind, desto ebenmäßiger die Oberfläche der porösen Partikel ist und desto feiner der Zement gemahlen ist, desto weniger Zement wird benötigt. Die aus porö ¬ sen Körnern und Bindemittel gebildete Mischung ist typischerweise und idealer ¬ weise rieselfähig und gerade so feucht, dass sie nicht mehr sichtlich staubt. Unmittelbar nach dem Mischvorgang wird die Mischung in Hohlkammern von Zie ¬ gelgrundkörpern, die typischerweise aus gebranntem Ton bestehen, eingefüllt. Die nunmehr befüllten Ziegelgrundkörper werden stehengelassen, typischerweise min ¬ destens etwa 24 Stunden. Das in Kontakt mit Wasser aushärtende Bindemittel nimmt während dieser Zeit Wasser aus dem Inneren der porösen Körner auf und härtet aus, womit die Mischung zu einem kompakten Verbundkörper wird, dem gewünschten Dämmstoffkörper. Dieser Dämmstoffkörper ist nicht nur innerhalb jener porösen Körner, die durch Aufblähen von Partikeln aus vulkanischem Glas gebildet sind, porös, sondern auch in den Zwischenräumen zwischen diesen porösen Körnern.

Desto weniger Bindemittel beigemengt wurde, desto höhere Porosität ist in den Zwi ¬ schenräumen zwischen den porösen Körnern erreichbar. Sehr hohe Porosität, die im Allgemeinen aus bauphysikalischen Gründen erwünscht ist, geht allerdings auf Kosten der mechanischen Festigkeit des Dämmstoffkörpers. Optimale Mischungs ¬ verhältnisse hängen neben Art und Beschaffenheit der verwendeten Komponenten natürlich auch von den gewünschten Eigenschaften des herzustellenden Dämm ¬ stoffkörpers ab; jedenfalls sind sie recht einfach empirisch - also durch gezielte Ver ¬ suche - zu ermitteln.

An dem erfindungsgemäßen Verfahren ist - neben der damit erreichbaren hohen Porosität des Dämmstoffkörpers - sehr vorteilhaft, dass das durch Kontakt mit Wasser aushärtende Bindemittel erst dann mit Wasser in Kontakt ist, wenn es sich schon an den zu verbindenden porösen Körnern befindet, und dass auch dann nur die unmittelbar für das Aushärten des Bindemittels erforderliche Wassermenge mit dem Bindemittel in Kontakt kommt. In keinem Stadium der Ziegelfertigung liegen flüssige Wasser-Bindemittel-Mischungen vor. Dadurch wird der Reinigungs- und Wartungsaufwand an den Fertigungsanlagen gegenüber Fertigungsanlagen, in wel ¬ chen flüssige Wasser-Zement-Mischungen hergestellt und verarbeitet werden, sehr stark verringert und es können einfachere Fertigungsanlagen verwendet werden.




 
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