[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bausteinen aus silikatischen
Rohstoffen, insbesondere von Hohlblocksteinen durch Einbringen einer Silikatmasse
in eine Pressform, Trocknen des Formlings und Brennen.
[0002] Bausteine bzw. Ziegel müssen einerseits die für die Last eines Bauwerkes nötige Festigkeit
und Tragfähigkeit aufweisen und ferner auch sowohl eine thermische als auch akustische
Isolation bieten. In diesem Sinn sind Hohlblocksteine bzw. Hohlziegel bekannt, deren
Hohlräume zum Teil bzw. auch vollständig gefüllt sind. Lockeres, poröses Silikatmaterial
wie Lehm bzw. Ton, gemischt mit Porosierungsmitteln, führt infolge der beim Brennen
erreichten hohen Temperatur (z.B. 1000°C) zu Porenbildung, sodass ein Baustein eine
Zellenstruktur in der Art eines geschäumten Gebildes aufweist. Die Scherbenrohdichte
dieses sehr gut isolierenden Materials kann bei 400 kg/m
3 liegen. Ist die Rohdichte größer als 1000 kg/m
3, dann liegt ein druckfestes Material hoher Tragfähigkeit vor. Hohlblocksteine werden
im Strangpressverfahren extrudiert, in einzelne Blöcke zerteilt, dann getrocknet und
schließlich gebrannt. Dazu sind vollautomatische Anlagen bekannt.
[0003] Vollziegel hingegen werden unter anderem auch mittels einer den Ziegel allseitig
umfassenden Form hergestellt, in welcher die Rohmasse, insbesondere Silikatmasse,
eingepresst wird.
[0004] Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung von Bausteinen, insbesondere
Hohlblocksteinen anzugeben, welches den Einsatz von mindestens zwei silikatischen
Massen unterschiedlicher Scherbenrohdichte bei der Herstellung eines Hohlblocksteines
ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass durch miteinander in Lage und Größe korresponde
Öffnungen in zwei einander gegenüberliegenden Seiten der mit silikatischer Masse geringer
Rohdichte, insbesondere mit Porosierungsmittel versetzter Masse befüllten Pressform
den Öffnungsquerschnitt der Öffnungen aufweisende Stempel zur Ausbildung paralleler,
durchgehender Kanäle im Baustein durchgedrückt werden, wobei die Länge der Stempel
mindestens dem Abstand der einander gegenüberliegenden Seiten entspricht, dass mindestens
einige dieser Stempel als Hohlprofilstempel ausgebildet sind und mit einer silikatischen
Masse hoher Rohdichte gefüllt werden, die beim Zurückziehen oder Durchziehen der Hohlprofilstempel
aus dem Inneren der Hohlprofilstempeln in die von den Hohlprofilstempeln geformten
Kanäle in der silikatischen Masse geringer Rohdichte eingebracht wird. Es wird also
von einer vollständig bzw. annähernd vollständig mit silikatischer Masse geringer
Scherbenrohdichte befüllten Form ausgegangen und durch Einschieben bzw. Durchschieben
von Profileisen (z.B. Rechteckprofilstangen) Material aus der Form verdrängt. Wenn
die Form nicht vollständig gefüllt wird, sollte das eingeschobene Volumen der Profilstangen
dem Differenzvolumen zwischen Masse und Formvolumen entsprechen, damit dann die Form
vollständig ausgefüllt ist. Wenn die vorgenannten Profilstangen als Hohlprofilstangen
bzw. Hohlprofilstempel ausgebildet sind, dann kann über deren Hohlraum silikatische
Masse, z.B. hoher Scherbenrohdichte, beim Herausziehen der Hohlprofilstangen in den
Formkörper eingeführt - gewissermaßen injiziert - werden. Statt des Zurückziehens
der Hohlprofilstempel können diese auch durch die Form durchgezogen werden, wobei
sie beim Verlassen der Form die druckfeste Masse hoher Rohdichte in dem geschaffenen
Hohlraum deponiert. Es ist zweckmäßig, wenn bei wenigstens einigen der Hohlprofilstempel
der Querschnitt über einen Teil seines Umfangs (bzw. bei einem Rechteckquerschnitt
maximal auf drei Seiten) mit so großer Wandstärke ausgeführt ist, dass beim Zurückziehen
oder Durchziehen des Hohlprofilstempels ein Hohlraum zwischen der eingebrachten druckfesten
Masse hoher Rohdichte und der porösen Masse geringer Rohdichte verbleibt. Es ergibt
sich ein druckfester Bereich mit seitlich anschließendem Hohlraum im Hohlziegel. Ferner
können wenigstens einige der Hohlprofilstempel an ihrer Mündung, an der die druckfeste
Masse hoher Rohdichte austritt, eine den Querschnitt verengende Schrägfläche als Leitfläche
aufweisen und die Masse im verbleibenden Hohlraum des Bausteins asymmetrisch gegen
eine Innenwand des Hohlraumes zur innigen Verbindung mit der porösen Masse geringer
Rohdichte gedrückt werden.
[0005] Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass in wenigstens einige der mit silikatischer
Masse hoher Rohdichte gefüllten Kanäle ein Stempel eingedrückt wird, dessen Querschnitt
innerhalb der Querschnittsfläche des befüllten Kanalquerschnitts liegt, sodass die
Kanäle in der silikatischen Masse hoher Rohdichte bzw. einige dieser Kanäle nur eine
Auskleidung der Kanalwand mit hoher Druckfestigkeit an allen oder einigen der Wände
der Kanäle tragen. Ferner ist es zweckmäßig, wenn als silikatische Masse geringer
Rohdichte Lehm bzw. Ton, gemischt mit Porosierungsmitteln mit einer Rohdichte kleiner
als 1000 kg/m
3, insbesondere von 400 kg/m
3 Scherbendichte, und als silikatische Masse mit hoher Rohdichte, Lehm bzw. Ton mit
einer Rohdichte über 1000 kg/m
3 beispielsweise 1600 kg/m
3 Scherbendichte im getrockneten und vorzugsweise auch gebrannten Zustand verarbeitet
wird und der Feuchtigkeitsanteil der silikatischen Masse mit geringer Rohdichte vorzugsweise
auf 40 bis 45% eingestellt wird. Um eine Rissbildung zu vermeiden und eine innige
Verbindung zwischen den silikatischen Massen unterschiedlicher Rohdichte zu gewährleisten
ist es vorteilhaft, wenn der silikatischen Masse mit hoher Rohdichte Sand, Asche und
bzw. oder Glasstaub oder dgl. als Abmagerungsmittel zur Anpassung der Volumsverkleinerung
beim Trocknen an jene der silikatischen Masse mit niedriger Rohdichte beigegeben wird.
Das Verfahren kann vollautomatisch durchgeführt werden. Da die Formlinge vor dem Trocknen
nur geringe Formstabilität aufweisen, ist es zweckmäßig, wenn der Formling nach dem
Ausformen zur Erleichterung der Manipulation auf eine profilierte Trägerplatte aus
formstabilem silikatischen Material aufgesetzt wird, die mitgetrocknet und bzw. oder
mitgebrannt wird. Diese Trägerplatte kann nach dem Brennen selbst ein Fertigprodukt
darstellen oder als "verlorene Trägerplatte" vermahlen und als Grundstoff den silikatischen
Massen zugeschlagen werden.
[0006] In den Zeichnungen ist der Verfahrensablauf schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt
einen Querschnitt durch eine Form sowie Stempel noch außerhalb der Form im Grundriss,
Fig. 2 eine Ansicht der Form mit den Öffnungen für das Eindringen der Stempel, Fig.
3 einen Aufriss zu Fig. 1, jedoch bei bereits durch die Form hindurch geschobenen
Stempeln, Fig. 3a als Detail einen besondere Hohlprofilstempel sowie die damit erzielbare
Füllungsform, Fig. 3b als Detail einen anderen Hohlprofilstempel sowie die mit diesem
erzielbare Füllungsform, Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 1, wobei beim Zurückziehen
der Stempel silikatische Masse großer Scherbenrohdichte in das Innere der Form eingebracht
wird, Fig. 5 einen ausgeformten Formling im Schnitt, Fig. 6 eine Darstellung ähnlich
Fig. 1 und 4, jedoch mit bereits zurückgezogenen Stempeln, wobei nur volle Stempel
ohne Hohlraum für eine Befüllung dargestellt sind und Fig. 7 einen Formling, der zur
Manipulation auf einer Trägerplatte ruht.
[0007] Gemäß Fig. 1 wurde eine mehrteilige Form 1 (Quader) mit silikatischer Masse 2 geringer
Scherbenrohdichte (z.B. 400 kg/m
3), die ein Porosierungsmittel (Polystyrolkügelchen od. dgl.) enthält, zur Gänze oder
so weit gefüllt, dass die Form 1 nach dem Durchschieben von Stempeln 3 ausgefüllt
ist. Diese Stempel 3 sind als rechteckige hohle Profilrohre ausgebildet, die mit einer
Grundplatte 4 verschweißt sind. Über einen oder mehrere Druckzylinder wird in die
Stempel 3 bzw. so weit sie hohle Profilrohre sind, silikatische Masse 5 von hoher
Scherbenrohdichte (z.B. 1600 kg/m
3) gedrückt. Den Stempeln 3 liegt eine Stirnplatte 6 der Form 1 gegenüber, die Öffnungen
7 mit Querschnitten aufweist, welche mit den Querschnitten der Stempel 3 korrespondieren.
Der Frontplatte 6 liegt eine Rückenplatte 8 gegenüber, die der Frontplatte 6 genau
entspricht.
[0008] Wenn die Baugruppe mit den Stempeln 3 - in Fig. 3 im Schnitt von der Seite gesehen
- gegen die Form 1 geführt wird, dann durchdringen die Stempel 3 die Form und treten
an der Rückenplatte 8 wieder aus. So wird die Masse 2 verdrängt bzw. der Überschuss
durch die Öffnungen der Rückenplatte 8 herausgedrückt. Es ist klar, dass es hier auf
eine Relativbewegung zwischen Stempeln 3 und Form 1 ankommt. Es kann selbstverständlich
auch die Form 2 gegen die Stempel 3 bewegt werden.
[0009] Von Fig. 3 ausgehend werden die hier als hohle Vierkantprofile dargestellten Stempel
3 wieder zurückgezogen, wobei mit gleicher Geschwindigkeit die Masse 5 durch die hohlen
Stempel 3 hindurch in den beim Zurückziehen der Stempel 3 in der Form 1 frei gewordenen
Hohlraum hineingedrückt wird. So kommt es zu einer Ausbildung eines Ziegelformlings,
der aus den Massen 2 und 3 gebildet wird (Fig. 5). In Fig. 6 sind weitere Möglichkeiten
in einer Darstellung vereinigt. Wenn von Fig. 4 ausgehend nach vollständigem Herausziehen
der Stempel 3 aus der Form 1 die Stirnplatte 6 wie auch die Rückenplatte 8 gegen solche
mit im Wesentlichen konzentrischen Öffnungen zu den Öffnungen der Platten 6 und 8
getauscht werden, wobei diese im Wesentlichen konzentrischen Öffnungen kleiner im
Querschnitt sind, als die Öffnungen 7, dann werden Kernteile der eben eingebrachten
Massen 5 von Stempeln 9 herausgedrückt, welche beispielsweise als rechteckige Stangenprofile
(Flacheisenprofile) ausgebildet sind. Es verbleibt dann ein Hohlraum 10 im Formling,
der gewissermaßen von der Masse 5 ausgekleidet ist. Je nach Lage der Öffnungen 7 zu
den Öffnungen in den Austauschplatten für die Platten 6 und 8 ergeben sich rohrähnliche
Auskleidungen der Kanäle im Hohlziegel bzw. bloß Auskleidungen oder Auflagen der Masse
5 an nur zwei parallelen Wänden. Fig. 6 zeigt im Formling mittig noch einen gemäß
Fig. 1 bis 5 vollständig ausgefüllten Kanal 11 und einen in keiner Weise befüllten
Kanal 12, der durch Verwendung eines stirnseitig geschlossenen Stempels 13 entstanden
ist. Die Stempel 3 und bzw. oder 13 können je nach dem gewünschten Endprodukt bereits
in Fig. 1 an der Platte 4 vorgesehen sein.
[0010] Das Endprodukt entspricht einem Hohlziegel aus' der Masse 2 und z.B. 45% Lochanteil,
wobei beispielsweise die Hälfte der Kanäle (Löcher) entweder vollständig oder teilweise
mit Masse 5 tragend verstärkt sind. Vollständig befüllte Kanäle oder zur Gänze unbefüllte
Kanäle können in nur einem Arbeitsgang hergestellt werden. Für die Ausbildung der
Auskleidungen (z.B. Kanal 10 in Fig. 6) sind zwei Arbeitsgänge mit unterschiedlichen
Stempeln 3, 9 und ein Tausch der Front- bzw. Rückenplatten (Werkzeuge und Masken)
erforderlich.
[0011] Der Formling aus den Massen 2 und 5 ist vor dem Trocknen noch weich. Der Feuchtigkeitsanteil
der Masse 2 kann beispielsweise 40 - 45% betragen. Um den Formling bei Manipulation
(Einschlichten für den Trockenvorgang beim Durchlauf durch den Trockner, Umladen und
Durchlaufen des Brennofens) nicht zu beschädigen wird dieser auf eine Trägerplatte
15 gestellt. Die Ziegel können auch mit horizontalen Hohlräumen auf die Trägerplatte
15 gestellt werden. Fig. 7 zeigt einen Formling mit tragend ausgekleideten Kanälen
10 in einer Schnittebene auf der Trägerplatte 15, die aus der Masse 5, gegebenenfalls
mit verringertem Feuchteanteil, bestehen kann. Die Trägerplatte 15 kann auch exakt
die Grundrissform des Formlings aufweisen, ohne (wie in Fig. 7 dargestellt) überzustehen.
Diese gegenüber der Masse 2 des Formlings festere Trägerplatte 15 wird dem gesamten
Herstellungsprozess mit Trocknen und bzw. oder Brennen unterworfen. Die Trägerplatte
15 verbindet sich nicht mit dem Formling und kann nach dem Brennen separat entnommen
werden. Wie Fig. 7 zeigt weist die Trägerplatte 15 Kanäle zu Lüftungszwecken beim
Trocknen und Brennen sowie Rillen und Nuten ebenfalls zur Belüftung und zur Reduktion
der Berührungsflächen auf. Die Trägerplatte 15 wird nach dem Brennen gemahlen und
dieses Material kann den Massen 2 bzw. 5 zugeschlagen werden.
[0012] In Fig. 3a ist ein Hohlprofilstempel 3a dargestellt, der im Mündungsbereich eine
Schrägfläche 16 als Leitfläche aufweist. Beim Zurückziehen gemäß Fig. 4 oder Durchziehen
(dann am gegenüberliegenden Ende) drückt die Schrägfläche 16 die zu deponierende Masse
(druckfeste Masse mit hoher Rohdichte) einseitig in den verbleibenden Hohlraum 17,
der dann nur zum Teil, jedoch unter Druck der Schrägfläche 16, ausgefüllt ist.
[0013] In Fig. 3b ist ein Hohlprofilstempel 3b dargestellt, dessen Querschnitt hier an einer
Seite 18 eine mehrfache Wandstärke aufweist. Es können bis zu drei Wände eine solche
erhöhte Wandstärke haben. Damit ergibt sich ebenfalls ein Hohlraum 19, der nur zum
Teil mit druckfester Masse ausgefüllt ist, jedoch über einen Teil seines Querschnitts
frei durchgängig bleibt.
[0014] Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bausteine, insbesondere Hohlblocksteine,
sind äußerst tragfähig und weisen hervorragende Wärmedämmeigenschaften auf. Hand in
Hand geht ein guter Schallschutz.
1. Verfahren zur Herstellung von Bausteinen aus silikatischen Rohstoffen, insbesondere
von Hohlblocksteinen durch Einbringen einer Silikatmasse in eine Pressform, Trocknen
des Formlings und Brennen, dadurch gekennzeichnet, dass durch miteinander in Lage und Größe korresponde Öffnungen in zwei einander gegenüberliegenden
Seiten der mit silikatischer Masse geringer Rohdichte, insbesondere mit Porosierungsmittel
versetzter Masse befüllten Pressform den Öffnungsquerschnitt der Öffnungen aufweisende
Stempel zur Ausbildung paralleler, durchgehender Kanäle im Baustein durchgedrückt
werden, wobei die Länge der Stempel mindestens dem Abstand der einander gegenüberliegenden
Seiten entspricht, dass mindestens einige dieser Stempel als Hohlprofilstempel ausgebildet
sind und mit einer silikatischen Masse hoher Rohdichte gefüllt werden, die beim Zurückziehen
oder Durchziehen der Hohlprofilstempel aus dem Inneren der Hohlprofilstempeln in die
von den Hohlprofilstempeln geformten Kanäle in der silikatischen Masse geringer Rohdichte
eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einigen der Hohlprofilstempel der Querschnitt über einen Teil
seines Umfangs (bzw. bei einem Rechteckquerschnitt maximal auf drei Seiten) mit so
großer Wandstärke ausgeführt ist, dass beim Zurückziehen oder Durchziehen des Hohlprofilstempels
ein Hohlraum zwischen der eingebrachten druckfesten Masse hoher Rohdichte und der
porösen Masse geringer Rohdichte verbleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Hohlprofilstempel an ihrer Mündung, an der die druckfeste
Masse hoher Rohdichte austritt, eine den Querschnitt verengende Schrägfläche als Leitfläche
aufweisen und die Masse im verbleibenden Hohlraum des Bausteins asymmetrisch gegen
eine Innenwand des Hohlraumes zur innigen Verbindung mit der porösen Masse geringer
Rohdichte gedrückt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einige der mit silikatischer Masse hoher Rohdichte gefüllten Kanäle
ein Stempel eingedrückt wird, dessen Querschnitt innerhalb der Querschnittsfläche
des befüllten Kanalquerschnitts liegt, sodass die Kanäle in der silikatischen Masse
hoher Rohdichte bzw. einige dieser Kanäle nur eine Auskleidung der Kanalwand mit hoher
Druckfestigkeit an allen oder einigen der Wände der Kanäle tragen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als silikatische Masse geringer Rohdichte Lehm bzw. Ton, gemischt mit Porosierungsmitteln
mit einer Rohdichte kleiner als 1000 kg/m3, insbesondere von 400 kg/m3 Scherbendichte, und als silikatische Masse mit hoher Rohdichte, Lehm bzw. Ton mit
einer Rohdichte über 1000 kg/m3 beispielsweise 1600 kg/m3 Scherbendichte im getrockneten und vorzugsweise auch gebrannten Zustand verarbeitet
wird und der Feuchtigkeitsanteil der silikatischen Masse mit geringer Rohdichte vorzugsweise
auf 40 bis 45% eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der silikatischen Masse mit hoher Rohdichte Sand, Asche und bzw. oder Glasstaub
oder dgl. als Abmagerungsmittel zur Anpassung der Volumsverkleinerung beim Trocknen
an jene der silikatischen Masse mit niedriger Rohdichte beigegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Formling nach dem Ausformen zur Erleichterung der Manipulation auf eine
profilierte Trägerplatte aus formstabilem silikatischen Material aufgesetzt wird,
die mitgetrocknet und bzw. oder mitgebrannt wird.