DE4104919A1 - Hydrothermally hardened brick - contg amorphous silicate , limestone and opt. expanded clay or glass granulate - Google Patents

Hydrothermally hardened brick - contg amorphous silicate , limestone and opt. expanded clay or glass granulate

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    • C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type

Abstract

Hydrothermally hardened construction brick is made of silicate component having an amorphous structure, a limestone component and optional additive of expanded lay or expanded glass granulates. The silicate component is glass powder, pumice powder or a mixture of these. The pref. compositions are:- 1) 15-25 wt. glass powder; 10-20 limestone; 0-75 expanded clay or slate granulate. 2) 15-25 pumice powder; 10-20 limestone; 0-75 expanded clay or slate granulate. 3) 15-40 glass powder; 10-30 limestone; 0-75 expanded glass granulate. (4) 15-40 pumice powder; 10-30 limestone; 0-75 expanded glass granulate. ADVANTAGE - By using an amorphous silicate in place of the crystalline quartz powder, the brick has improved thermal insulation properties

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrothermal ausgehärteten Baustein mitThe invention relates to a hydrothermally cured building block

  • - einer silikatischen Komponente,- a silicate component,
  • - einer Kalk-Komponente sowie- a lime component as well
  • - gegebenenfalls Zusätzen von Blähton-, Blähglas-Granulat o. dgl.- If necessary, addition of expanded clay, expanded glass granules or the like.

Derartige Bausteine sind beispielsweise aus der DE-OS 38 16 686 bekannt. Sie werden in den unterschiedlichsten Formen hergestellt, beispielsweise als Vollsteine, aber auch als Lochsteine, Gitterstein, Hohlblocksteine o. dgl.. Aus den gleichen Massen werden auch größere Blöcke in Form von ganzen Bauelementen hergestellt, welche u. U. speziell für ein bestimmtes Bauwerk angefertigt werden.Such modules are known for example from DE-OS 38 16 686. They are manufactured in a wide variety of forms, for example as Solid stones, but also as perforated stones, lattice stones, hollow blocks or the like. Aus Larger blocks in the form of whole are made of the same mass Components manufactured, which u. U. especially for a specific building be made.

Als silikatische Komponente kommt in der Regel Quarzmehl in Betracht. Es ist aber auch bekannt, das Quarzmehl ganz oder teilweise durch andere silikati­ sche Komponenten, insbesondere Flugasche zu ersetzen.Quartz flour is generally considered as the silicate component. It is but also known, the quartz flour in whole or in part by other silikati cal components, especially to replace fly ash.

Die Kalk-Komponente besteht entweder aus Branntkalk oder Kalkhydrat. Aus dem Gemisch dieser Stoffe wird zunächst mit Wasser eine formbare Masse angerührt, welche nach Fertigstellung gegebenenfalls einer "Reaktionszeit" überlassen wird. Eine derartige Reaktionszeit ist unverläßlich, wenn als Kalk- Komponente Branntkalk eingesetzt wurde, da es notwendig ist, daß dieser Branntkalk vor der hydrothermalen Aushärtebehandlung völlig gelöscht, also in Kalkhydrat umgewandelt worden ist. Nach Beendigung der Reifezeit wird die Masse zu Steinrohlingen geformt und diese dann in einen Härtekessel eingefahren. In diesem Härtekessel werden die Steinrohlinge mit Wasserdampf von 8 bis 16 bar, das entspricht einer Temperatur von 160 bis 220°C, behandelt. Die Behandlungsdauer beträgt 4 bis 8 Stunden, je nach dem Druck der Temperatur des Wasserdampfes. Während dieser Aushärtebehandlung tritt eine Reaktion zwischen der Kalk-Komponente und der Oberfläche der silikatischen Komponente ein, wobei Härtung unter Bildung von Kalziumsilikaten stattfindet. The lime component consists of either quicklime or hydrated lime. Out The mixture of these substances first becomes a malleable mass with water which, after completion, may have a "reaction time" is left. Such a response time is unreliable if Component quicklime was used because it is necessary that this Quicklime completely extinguished before the hydrothermal curing treatment, i.e. in Hydrated lime has been converted. After the maturation period, the Mass formed into stone blanks and then into a hardening kettle retracted. The stone blanks are steamed in this hardening kettle from 8 to 16 bar, which corresponds to a temperature of 160 to 220 ° C, treated. The duration of treatment is 4 to 8 hours, depending on the pressure the temperature of the water vapor. During this curing treatment occurs a reaction between the lime component and the surface of the silicate component, wherein hardening to form Calcium silicate takes place.  

Sollen die hergestellten Bausteine als Isolierbausteine Verwendung finden,bei denen es nicht so sehr auf die Tragfähigkeit als vielmehr vorzugsweise auf das Wärme-Isolationsvermögen ankommt, so kann den Massen vor der Formung Blähtongranulat oder Blähglasgranulat zugemischt werden. Kommt es mehr auf hohe Druckfestigkeit an, so wird der Granulatanteil reduziert oder gegebenenfalls auch ganz fortgelassen oder es werden druckfestere Granulatsorten eingesetzt.If the manufactured blocks are to be used as insulating blocks, at whom it is not so much on the load capacity as rather preferably on the Heat insulation ability arrives, so the masses can be molded Expanded clay granules or expanded glass granules are added. It comes up more high compressive strength, the granulate content is reduced or if necessary, also omitted entirely or more pressure-resistant ones Types of granules used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten hydrothermal ausgehärteten Bausteine derart weiterzuentwickeln, daß ihr Wärme-Isola­ tionsvermögen weiter gesteigert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorge­ schlagen, daß die silikatische Komponente eine amorphe (nicht-kristalline) Teilchenstruktur aufweist. Als amorphe Silikat-Komponente kommt insbeson­ dere Glasmehl, Bimsmehl oder deren Mischungen in Betracht. Es wurde be­ obachtet, daß das Wärmeleitvermögen dieser Stoffe deutlich geringer ist als das Wärmeleitvermögen entsprechender kristalliner Stoffe, eine Eigenschaft, die sich auch auf hydrothermal ausgehärtete Steine übertragen läßt.The invention has for its object the known hydrothermal further develop hardened building blocks so that their heat insulation capacity is further increased. To solve this task is pre suggest that the silicate component is an amorphous (non-crystalline) Has particle structure. In particular, the amorphous silicate component glass powder, pumice powder or mixtures thereof. It was observed that the thermal conductivity of these substances is significantly lower than the thermal conductivity of corresponding crystalline substances, a property which can also be transferred to hydrothermally hardened stones.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Leichtsteine folgende Zusammensetzung aufweisen:
15 bis 25 Gew.-% Glasmehl
10 bis 20 Gew.-% Kalk
 0 bis 75 Gew.-% Blähton-Granulat (siehe 3)It has proven to be particularly advantageous if the light stones have the following composition:
15 to 25% by weight glass powder
10 to 20% by weight of lime
0 to 75% by weight expanded clay granules (see 3)

Eine andere bevorzugte Zusammensetzung ist folgende:
15 bis 40 Gew.-% Bimsmehl
10 bis 30 Gew.-% Kalk
 0 bis 75 Gew.-% Blähglas-Granulat (siehe 6)Another preferred composition is as follows:
15 to 40% by weight of pumice flour
10 to 30% by weight of lime
0 to 75% by weight expanded glass granulate (see 6)

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, Zusammensetzungen herzu­ stellen, welche als silikatische Komponente Glasmehl und zusätzlich Blähglas­ Granulat aufweisen. Desgleichen wurden Zusammensetzungen erprobt, die neben Bimsmehl Blähton-Granulat enthielten. Auch ist es möglich, die je­ weiligen Granulatanteile stark zu verringern oder ganz fortzulassen, wobei ebenfalls nach Formung und hydrothermalem Aushärten Steine mit verbessertem Wärme-Isolationsvermögen erhalten wurden. Auch kann das aus Kalk und Bims- oder Glasmehl gebildete Gemisch unter voller oder teilweiser Weglassung der Granulatanteile mit Luftporen versetzt bzw. porosiert werden.In the context of the invention it is also possible to use compositions make which, as a silicate component, glass powder and additional expanded glass Have granules. Likewise, compositions were tested that in addition to pumice flour contained expanded clay granules. It is also possible that ever to greatly reduce the amount of granules or to omit them entirely, whereby also with stones after shaping and hydrothermal hardening  improved thermal insulation properties were obtained. That can also be done Lime and pumice or glass powder mixture formed under full or partial Omission of the granulate parts with air pores.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Zum Nachweis des verbesserten Wärme-Isolationsvermögens wur­ den zunächst Leichtsteine der herkömmlichen Art unter Verwendung von kristallinen Mineralien hergestellt. In zwei weiteren Ausführungsbeispielen wurde dann das kristalline Mineral durch amorphe Minerale ersetzt, wobei die übrigen Bedingungen konstant gehalten wurden. An allen so erzeugten Ver­ bundsteinen wurden die Wärmeleitzahlen gemessen und die Isolierfähigkeit qualitativ beurteilt.The invention is explained in more detail below with the aid of a few exemplary embodiments explained. To demonstrate the improved heat insulation capacity the first light stones of the conventional type using crystalline minerals. In two further exemplary embodiments the crystalline mineral was then replaced by amorphous minerals, the other conditions were kept constant. At all ver The thermal conductivity numbers and the insulation ability were measured assessed qualitatively.

Beispiel 1example 1 Leichtsteine herkömmlicher ArtLight stones of a conventional type

In einen Zwangsmischer wurde folgende Versuchsmasse angesetzt:
150 kg Quarzmehl
100 kg Kalkhydrat
330 kg Blähton (Korngröße bis etwa 8 mm).The following test mass was placed in a compulsory mixer:
150 kg quartz flour
100 kg hydrated lime
330 kg expanded clay (grain size up to about 8 mm).

Die Masse wurde unter Zusatz von Wasser so lange durchmischt bis ein plastisch gut formbarer Brei entstand.The mass was mixed with water until a plastically well formable porridge was created.

Danach wurden mit Hilfe einer hydraulischen Presse Versuchssteine folgender Abmessungen hergestellt:
Länge 200 mm
Breite 200 mm
Höhe 50 mm.
Die Steinrohlinge wurden nach der Formung in einem Härtekessel für eine Zeit von 8 Stunden mit Sattdampf von 16 bar (t=220°C) behandelt. Nach Beendi­ gung der Behandlung wurde der Druck und die Temperatur langsam abgesenkt. Test stones of the following dimensions were then produced using a hydraulic press:
Length 200 mm
Width 200 mm
Height 50 mm.
The stone blanks were treated with saturated steam at 16 bar (t = 220 ° C.) for 8 hours after shaping in a hardening kettle. After the end of the treatment, the pressure and the temperature were slowly lowered.

Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur betrug die Druckfestigkeit 5,1 Newton/mm. Die Rohdichte der Steine betrug ca. 590 kg/m3 und die Wärme­ leitfähigkeit betrug 0,212 W/mK (WatuMeter x Kelvin).After cooling to room temperature, the compressive strength was 5.1 Newton / mm. The bulk density of the stones was approx. 590 kg / m 3 and the thermal conductivity was 0.212 W / mK (WatuMeter x Kelvin).

Beispiel 2Example 2 Masse mit amorphem MineralMass with an amorphous mineral

Der Versuch aus Beispiel 1 wurde praktisch unverändert wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle des Quarzmehls nur ein amorphes Mineral, nämlich Bimsmehl, etwa gleicher Korngröße eingesetzt wurde.The experiment from Example 1 was repeated virtually unchanged with the Exception that instead of quartz flour only an amorphous mineral, namely Pumice flour, about the same grain size was used.

Die Zusammensetzung der Masse betrug
150 kg Bimsmehl
100 kg Kalkhydrat
330 kg Blähton-Granulat (Korngröße bis 8 mm).The composition of the mass was
150 kg of pumice flour
100 kg hydrated lime
330 kg expanded clay granules (grain size up to 8 mm).

Die Behandlung war die gleiche wie in Beispiel 1 beschrieben. Die fertigen Probekörper hatten etwa die gleiche Festigkeit von 5,2 Newton/mm sowie etwa die gleiche Rohdichte von ca. 595 kg/m3. Die Wärmeleitzahl betrug 0,195 W/mK. Infolge der gegenüber Beispiel 1 verringerten Wärmeleitzahl könnte die Wärmeisolierfähigkeit besser beurteilt werden.The treatment was the same as described in Example 1. The finished test specimens had approximately the same strength of 5.2 Newtons / mm and approximately the same bulk density of approx. 595 kg / m 3 . The coefficient of thermal conductivity was 0.195 W / mK. As a result of the lower coefficient of thermal conductivity compared to example 1, the thermal insulation ability could be better assessed.

Beispiel 3Example 3 Masse mit Glasmehl als amorphes MineralBulk with glass powder as an amorphous mineral

Die Masse hatte folgende Zusammensetzung:
150 kg Glasmehl
100 kg Kalkhydrat
330 kg Blähton-Granulat (Korngröße bis ca. 8 mm).The mass had the following composition:
150 kg of glass powder
100 kg hydrated lime
330 kg expanded clay granules (grain size up to approx. 8 mm).

Die übrigen Versuchsbedingungen sowie die Abmessungen der Probekörper entsprachen denjenigen des Beispiels 1.The other test conditions and the dimensions of the test specimens corresponded to those of Example 1.

Auch hier betrug die Druckfestigkeit ca. 5,4 Newton/mm; die Rohdichte 605 kg/m3 und die Wärmeleitzahl 0,167 W/mK. Die Wärme-Isolierfähigkeit er­ wies sich als wiederum verbessert gegenüber den Beispielen 1 und 2.Here, too, the compressive strength was approximately 5.4 Newton / mm; the bulk density 605 kg / m 3 and the coefficient of thermal conductivity 0.167 W / mK. The heat insulation ability was again improved compared to Examples 1 and 2.

Claims (7)

Hydrothermal ausgehärteter Baustein mit
  • - einer silikatischen Komponente,
  • - einer Kalk-Komponente sowie
  • - gegebenenfalls Zusätzen von Blähton-, Blähglas-Granulat o. dgl.,
Hydrothermally cured building block with
  • - a silicate component,
  • - a lime component as well
  • - if necessary, addition of expanded clay, expanded glass granules or the like,
dadurch gekennzeichnet, daß die silikatische Komponente eine amorphe (nicht-kristalline) Teilchen­ struktur aufweist. characterized in that the silicate component has an amorphous (non-crystalline) particle structure. 2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die silikatische Komponente aus Glasmehl, Bimsmehl oder deren Mi­ schungen besteht.2. Module according to claim 1, characterized, that the silicate component from glass powder, pumice flour or their Mi is there. 3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
15 bis 25 Gew% Glasmehl
10 bis 20 Gew% Kalk
0 bis 75 Gew% Blähton- oder Blähschiefer-Granulat.3. Module according to claim 1 or 2, characterized by the following composition:
15 to 25% by weight glass powder
10 to 20% by weight of lime
0 to 75% by weight expanded clay or expanded slate granulate. 4. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
15 bis 25 Gew% Bimsmehl
10 bis 20 Gew% Kalk
 0 bis 75 Gew% Blähton- oder
Blähtonschiefer-Granulat4. Module according to claim 1 or 2, characterized by the following composition:
15 to 25% by weight of pumice flour
10 to 20% by weight of lime
0 to 75% by weight expanded clay or
Expanded clay slate granulate 5. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
15 bis 40 Gew% Glasmehl
10 bis 30 Gew% Kalk
 0 bis 75 Gew% Blähglas-Granulat. 5. Module according to claim 1 or 2, characterized by the following composition:
15 to 40% by weight glass powder
10 to 30% by weight of lime
0 to 75% by weight expanded glass granulate. 6. Baustein nach Anspruch 1, oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
15 bis 40 Gew% Bimsmehl
10 bis 30 Gew% Kalk
 0 bis 75 Gew% Blähglas-Granulat.6. Module according to claim 1 or 2, characterized by the following composition:
15 to 40% by weight of pumice flour
10 to 30% by weight of lime
0 to 75% by weight expanded glass granulate.
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