WO1988005765A1

WO1988005765A1 - Procede de production de beton leger

Info

Publication number: WO1988005765A1
Application number: PCT/AT1988/000003
Authority: WO
Inventors: Markus Stracke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1988-08-11
Anticipated expiration: 1989-07-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton der als Zuschlagsstoff granulierten Kunststoff, vorzugsweise Polystyrolkügelchen, enthält, die in eine Mischung aus Zement und Wasser eingebracht werden.

Bekannt sind Leichtbetone, die im wesentlichen aus Polystyrolschaumstoffpartikeln, Zement, Wasser und Fließmitteln bestehen, bzw. hergestellt sind. Die Schwierigkeit bei der Herstellung solcher Betone und bei deren Verarbeitung besteht darin, daß es nicht möglich ist die Schaumstoffpartikel in einem offenen Freifallmischer oder auch Zwangsmischer, wie dies bei der Herstellung von Schwerbetonen möglich ist, mit Wasser und Zement abzumischen, im Falle von Leichtbetonen, das sind solche mit einem Raumgewicht im Bereich von 0,2 bis 0,5kg/dm³, das Einzelkorn mit dem Bindemittel nicht genügend gleichmäßig ummantelt wird, oder diese überhaupt aufschwimmen und daher keine homogene Leichtbetonmischung erzielt werden kann.

Ziel der Erfindung ist es diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das die Herstellung weitgehend homogener Leichtbetonmischungen auf einfache Weise ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Kunststoffgranulat mit einer geringen Menge Zementleim durchmischt und danach dieser Mischung Gesteinsmehl in einer Körnung von 0,02 bis 2mm, vorzugeweise von 0,02 bis 0,4mm beigemischt wird, wobei die Mengen an Zementleim und Gesteinsmehl derart bemessen werden, daß letzteres im wesentlichen als Trennmittel zwischen den mit Gesteinsmehl umhüllten Kunststoffpartikel wirkt, wonach der so hergestellte Zuschlagsstoff, gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung in üblicher Weise mit Zement und Wasser zu Beton angerührt wird.

Dabei kann das Kunststoffgranulat, das vorzugsweise aus Polystyrolschaumstoff besteht und eine Korngröße von 3 bis 15mm aufweist verwendet werden. Durch die erfindungsgemäß vorge sehenen Maßnahmen wird erreicht, daß das Granulat vor dem eigentlichen Bereiten der Betonmischung genügend schwer gemacht wird, um ein Aufschwimmen der einzelnen Partikel sicher zu vermeiden. Dies ermöglicht auch eine Herstellung der Betonmischung in einem Freifallmischer. Außerdem führt das an den einzelnen Kunststoffpartikel haftende Gesteinsmehl auch zu einer Verbesserung der Haftung des Zementleimes bei der Bereitung der Betonmischung.

Die Mischung der Kuns ts tof fpart ike l mit dem Zementleim erfolgt bei der praktischen Durchführung des Verfahrens vorteilhafterweise in einem Zwangsmischer, wodurch eine sehr gleichmäßige Ummantelung der Kunststoffpartikel sichergestellt wird.

Bei der Bereitung des für die Benetzung, bzw. die Ummantelung der Kunststoffpartikel verwendeten Zementleims soll der Anmachwassergehalt so gering als möglich gehalten werden, damit nur eine möglichst geringe Restfeuchtigkeit erhalten bleibt.

Das der aus Zementleim und Kunststoffgranulat bestehenden Mischung zugesetzte Gesteinsmehl entzieht dieser Mischung Wasser, wobei die Gesamte Anmachwassermenge fast zur Gänze chemisch durch den Zement gebunden wird. Durch eine entsprechende Einstellung des Anmachwassergehaltes gelingt es, daß die mit dem Gesteinsmehl umhüllten Kunststoffpartikel auch ohne nachfolgende Trocknung in wasserdichten Gebinden, z.B. Säcken aufbewahrt, bzw. zwischengelagert werden können. Dabei verhindert das als Trennmittel dienende Gesteinsmehl, z.B. Dolomitsand mit angegebener Körnung, ein zusammenbacken der Kunststoffpartikel.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Kunststoffgranulat vor dem Vermischen mit dem Zementleim einer Wärmebehandlung unterworfen wird, bei der es zu einem Anschmelzen der Oberfläche der Partikel kommt.

Dies führt zu einer Verfestigung der Kunststoffpartikel und damit auch zu einer Erhöhung der Festigkeit des erhärteten Betons. Weiters kann vorgesehen sein, daß anschließend an das Zumischen des Gesteinsmehls die mit diesem ummantelten thermoplastischen Kunststoffpartikel einer Wärmebehandlung umzogen werden, bei der es zu einem Anschmelzen der Kunststoffpartikel kommt. Dabei ist zweckmäß igerwe i se vorgesehen, daß Polystyrolschaumstoffpart ikel verwendet werden und diese bei der Wärmebehandlung einer Temperatur von mehr als 120°C, vorzugsweise einer solchen von ca. 240°C ausgesetzt werden.

Dies führt zu einer Verkleinerung und Verdichtung der Kunststoffpartikel und gleichzeitig zu einer gegenseitigen Annäherung der auf einem einzelnen Kunststoffpartikel haftenden Gesteinsmehlpartikel. Dabei kann durch Wahl der entsprechenden Temperatur und Behandlungsdauer auch das Ausmaß der Verkleinerung und Verdichtung der Kunststoffpartikel gesteuert werden. So sind auch Verkleinerungen der einzelenen Kunststoffpartikel, insbesondere wenn es sich dabei um Polystyrolschaumstoff handelt um bis zu 40% möglich.

Je mehr aber die Kunststoffpartikel mit den an diesen haftenden Gesteinsmehlpartikel verkleinert werden, desto größer wird dadurch die Einzelfestigkeit und es verringert sich auch der gegenseitige Abstand der Gesteinsmehlpartikel, was durch den Anschmelzvorgang bedingt ist. Dies führt aber weiters zu einer Steigerung der Ummantelungsdichte und zu einer festeren Verbindung des Gesteinsmehls mit den Kunststoffpartikel. Dies bringt den Vorteil einer besseren Abriebfestigkeit der Gesteinsmehlpartikel bei der Vermischung des so gewonnenen Zuschlagsstoffes mit Zement und Wasser zu einer Betonmischung mit sich.

Dies ermöglicht es einen Zuschlagsstoff für Leichtbetone, der aus den mit dem Gesteinsmehl ummantelten Kunststoffpartikel besteht, herzustellen und mit diesem auf einer Baustelle mit den üblichen Einrichtungen, wie z.B. Freifallmischer, durch Zugabe von Zement und Wasser eine Leichtbetonmischung herzustellen.

Für die Herstellung eines solchen Zuschlagsstoffes kann auch durchaus Kunststoff abf a l l, insbesondere Polystyrolschaumstoffabfälle, wie sie bei Verpackungen anfallen, verwendet werden. Dies ermöglicht ein einfaches und umweltschonendes Recycling von die Mülldeponien in einem nicht unbeträchtlichen Ausmaß belastenden Altmaterial.

Es werden nun zwei Beispiele angegeben.

Beispiel 1:

Es wurden 1000 Liter Polystyrolschaumstoffpartikel mit einer Korngröße von 3 bis 7mm in einem Doppelwendelzwangsmischer mit einem aus 80kg Zement und 401 Wasser, sowie Verflüssigungsmitteln bereiteten Zementleim vermischt. Danach wurde diese Mischung 50kg Steinmehl feinster Körnung zugemischt.

Der so hergestellte Zuschlagsstoff war mittels eines Gebläses in einer Rohrleitung förderbar, was gegenüber den bisherigen Leichtbetonen, die nur in Behälter oder mittels Förderschnecken oder Kratzförderern förderbar s ind einen wesentlichen Vorteil bei der Anwendung darstellt.

Nach einer Zwischenlagerung dieses Zuschlagsstoffes wurde dieser mit 60kg Zement und 301 Wasser in einem Freifallmischer vermischt. Aus dieser Mischung hergestellte Probestücke wiesen eine Rohdichte von ca. 0,25kg/dm³ und eine Wärmeleitzahl von 0,054W/m°K auf.

Beispiel 2

Bei diesem wurde in gleicher Weise wie beim Beispiel 1 verfahren, nur wurden die Kunststoffpartikel nach dem Vermischen mit dem Gesteinsmehl einer Wärmebehandlung bei ca. 240°C unterzogen.

Der bei diesem Beispiel erhaltene Probekörper wies eine Rohdichte von 0,35kg/dm³ und eine Wärmeleitzahl von 0,083Wm°K auf. Die Würfeldruckfestigkeit dieses Probekörpers war um 1/3 größer als die des nach dem Beispiel 1 erhaltenen Probekörpers.

Die guten Warmedammeigenschaften der nachdem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leichtbetone macht diese besonders für die Herstellung von Wärmedämmschichten gegeignet. Gleichzeitig wird neben der dadurch möglichen Energieeinsparung auch eine Entlastung des Müllproblems erreicht, da für solche Betone Altmaterial verwendet werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist daher die Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leichtbetons zur Herstellung von Deckenwärmeisolisrungen,wo= bei dieser löse aufgeschüttet und danach abgezogen wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch ein mit Gesteinsmehl ummanteltes

Kunststoffpartikel, Fig. 2 schematisch das Kunststoffpartikel nach Fig. 1 nach einer Wärmebehandlung, und Fig. 3 den Verbund der Partikel im fertigen Leichtbeton.

Ein Vergleich der Partikel nach Fig. 1 und 2 zeigt, daß das Polysytrolschaumstoffpartikel 1, das mit einer Schichte von Gesteinsmehlpartikel 2 beschichtet, bzw. von diesen umgeben ist, nach einer Wärmebehandlung aufgrund des dabei auftretenden Anschmelzens der Partikel eine wesentlich dichtere Packung der Gesteinsmehlpartikel an seiner Oberfläche aufweist.

Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, umgibt zwar jedes einzelne ummantelte Partikel 1 ein dünne Schichte Zementleim 3, der diese Partikel zusammenhält, doch verbleiben zwischen den einzelnen Partikel Poren 4, wie dies bei Leichtbetonen üblich ist.

Je nach dem Verhältnis von Zementleim 3 und den durch mit Gesteinsmehl 2 ummantelten Kunststoffpartikel 1, die den Zuschlagstoff darstellen, kann die Festigkeit des fertigen Leichtbetons in weiten Grenzen eingestellt werden, desgleichen auch durch die vor dem Vemischen mit dem Zementleim und bzw. oder nach dem Ummanteln der Kunststoffprtikel mit dem Gesteinsmehl erfolgende Wärmebehandlung.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton der als Zuschlagsstoff granulierten Kunststoff, vorzugsweise Polystyrolkügelchen, enthält, die in eine Mischung aus Zement und Wasser eingebracht werden,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat mit einer geringen Menge Zementleim durchmischt und danach dieser Mischung Gesteinsmehl in einer Körnung von 0,02 bis 2mm, vorzugeweise von 0,02 bis 0,4mm beigemischt wird, wobei die Mengen an Zementleim und Gesteinsmehl derart bemessen werden, daß letzteres im wesentlichen als Trennmittel zwischen den mit Gesteinsmehl umhüllten Kunststoffpartikel wirkt, wonach der so hergestellte Zuschlagsstoff, gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung in üblicher Weise mit Zement und Wasser zu Beton angerührt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgranulat vor dem Vermischen mit dem Zementleim einer Wärmebehandlung unterworfen werden, bei der es zu einem Anschmelzen der Oberfläche der Partikel kommt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2

dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das Zumischen des Gesteinsmehls die mit diesem ummantelten thermoplastischen Kunststoffpartikel einer Wärmebehandlung unterzogen werden, bei der es zu einem Anschmelzen der Kunststoffpartikel kommt.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß Polystyrolschaumstoffpartikel verwendet werden und diese bei der Wärmebehandlung einer Temperatur von mehr als 120ºC, vorzugsweise einer solchen von ca. 240°C unterzogen werden.

Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Leichtbetons zur Herstellung von Deckenwärmeisolier rungen,wobei bei dieser lose aufgeschüttet und danach abgezo= gen wird.