SCHÜTTUNG UND VERFAHREN ZUR GEWINNUNG EINER SCHÜTTUNG
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schüttung und ein Verfahren zur Gewinnung einer Schüttung.
Eine Schüttung ist eine bevorzugte Methode zur Einebnung oder Isolierung beispielweise eines Bodens. Dazu wird ein rieselfähiger Baustoff gleichmäßig auf dem Boden verteilt, so dass sich eine ebene Oberfläche ergibt. Die Schüttung gleicht Bodenunebenheiten aus und kann gleichzeitig auch am Boden oder an der Wand verlaufende Installationen wie Kabel oder Rohre umgeben bzw. einschließen. Je nach dem welche Bestandteile die Schüttung umfasst, kann sie auch eine feuchtigkeits-, schall- oder wärmeisolierende Wirkung besitzen. Auf die Schüttung kann anschließend ein Belag, beispiel¬ weise ein Trockenestrich und/oder Bodenelemente, aufgebracht werden.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Schüttungen bekannt. So werden beispielsweise Gemische aus Granulat aus Perlit mit einem Schütt¬ gewicht von 90 g/l bis 130 g/l und einem Leichtgranulat wie in DE 40 27 044 C2 oder DE 202 04 531 Ul beschrieben als Schüttung verwendet. Aus DE 197 31 663 Al ist ein schüttfähiges Granulat als Dämmmaterial bekannt, das ein Kunststoff-Hartschaum-Granulat mit einer betonähnlichen Umhül¬ lung ist. Darüber hinaus werden auch Schüttungen aus pflanzlichen Baustof¬ fen, beispielweise aus holzartigen, granulierten Stängel der Hanfpflanze, als Dämm- und Ausgleichsschüttung verwendet. Aufgrund der jeweiligen Fes- tigkeit oder Feuerbeständigkeit der von der Schüttung umfassten Bestandtei¬ le sind die Einsatzbereiche einer Schüttung meist begrenzt.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine weitere, vielseitig einsetzbare Schüt¬ tung und ein wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung einer solchen Schüt- tung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Schüttung mit den Merkmalen des Pa¬ tentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Pa¬ tentanspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den von Anspruch 1 bzw. Anspruch 18 jeweils abhängigen Ansprüchen.
Die Schüttung nach Anspruch 1 umfasst staub- oder pulverförmige Bestand¬ teile, wobei die staub- oder pulverförmige Bestandteile bzw. Inhaltsstoffe wiederum zerkleinerte Anteile wenigstens eines Baustoffkörpers umfassen.
Der Begriff Bestandteile oder Inhaltsstoffe umfasst alle Grundsubstanzen und Zusatzstoffe aus denen sich der Baustoff zusammensetzt. Ein Baustoff¬ körper kann vorzugsweise eine Baustoffplatte wie eine Gipsplatte oder eine Gipsfaserplatte sein oder ein beliebiger anderer Formkörper, beispielweise ein Baustoffstein oder eine Verschalung, sein.
Die zerkleinerten Anteile des Baustoffkörpers können zum einen bei einer Bearbeitung oder Veredelung des Baustoffkörpers anfallen. Die zerkleinerten Anteile können dann beispielweise von der Baustoffoberfläche abgetragenes oder aus dem Baustoffkörper herausgenommenes Material umfassen. Zum anderen ist es auch möglich Baustoffkörper zur Gewinnung der Schüttung komplett zu zerkleinern, falls dies vorteilhaft sein sollte. Dies kann beispiel¬ weise bei einer Überschussproduktion oder bei der Entsorgung gebrauchter Baustoffkörper der Fall sein.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 18 zur Gewinnung einer Schüttung, der staub- oder pulverförmige Bestandteile umfasst, insbesondere einer Schüt¬ tung nach Anspruch 1 oder einem der fakultativ auf Anspruch 1 rückbezo¬ genen Ansprüche, wird bei einer materialabtragenden Bearbeitung eines Bau- Stoffkörpers anfallender Staub bzw. anfallendes Pulver gesammelt und als staub- oder pulverförmige Bestandteile der Schüttung verwendet.
Der Begriff materialabtragende Bearbeitung umfasst alle materialabtragenden oder auch materialzerstörenden Bearbeitungsprozesse an dem Baustoffkör- per wie Oberflächenbehandlung oder Bearbeitungsprozesse die von der O- berfläche in das Baustoffkörperinnere vordringend ausgeführt werden.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass sich der Abrieb bzw. staubförmige oder pulverisierte Anteile eines entsprechenden Baustoffkörpers vorteilhaft zu einer Schüttung verarbeiten lassen. Die
Schüttung kann je nach Zusammensetzung des Baustoffkörpers verschiedene
positive Eigenschaften, wie beispielweise eine hohe Festigkeit odet Feuerbe¬ ständigkeit, aufweisen. Diese Eigenschaften lassen sich darüber hinaus durch zusätzliches Beimengen verschiedener weiterer Bestandteile in einem weiten Bereich variieren. Der so gewonnene Baustoff ist daher sehr vielseitig ein- setzbar und weist dabei hervorragende Produkteigenschaften auf.
Ein Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Schüttung ist weiterhin, dass sie sehr wirtschaftlich gewonnen werden kann, da die Bestandteile der Schüt¬ tung als Abfallprodukte bei sehr vielen Baustoffkörperherstellprozessen an- fallen. Baustoffkörper, beispielweise Gipsplatten oder Gipsfaserplatten, wie sie aus DE 41 07 623 Cl oder DE 39 37 430 Al bekannt sind, werden nach dem Herstellverfahren normalerweise einer Oberflächenbehandlung, z. B. Schleifen oder Fräsen, unterzogen. Der hierbei anfallende Staub ist in der Regel kein sortenreines Abfallprodukt, sondern setzt sich im Wesentlichen aus den Inhaltsstoffen der Baustoffplatte zusammen und wird normalerweise entsorgt.
Ein weiterer der Erfindung zugrundeliegender Gedanke ist also auch eine wirtschaftliche Verwertung des bei einer materialabtragenden Bearbeitung eines Baustoffkörpers anfallenden Staubs zu gewährleisten, so dass dieser nicht entsorgt werden muss.
Nach einem bevorzugten Aspekt entsprechen die Konzentrationen der staub- oder pulverförmigen Bestandteile der Schüttung im Wesentlichen der Konzentration von Inhaltsstoffen des wenigstens einen Baustoffkörpers. Das bedeutet, die Schüttung besteht ausschließlich aus beispielsweise bei einer Oberflächenbehandlung einer Baustoffplatte gewonnenem Staub bzw. Pul¬ ver. Dadurch ist die Gewinnung der Schüttung besonders wirtschaftlich.
Bevorzugt ist der wenigstens eine Baustoffkörper eine Baustoffplatte oder ein Baustoffstein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die staub- oder pulver¬ förmigen Bestandteile zerkleinerte Anteile wenigstens eines zumindest einen mineralischen Bestandteil, vorzugsweise Gips und/oder Zement und/oder Beton und/oder Ton, enthaltenden Baustoffkörpers umfassen. Darüber hin- aus kann es vorteilhaft sein, wenn die staub- oder pulverförmigen Bestand¬ teile zerkleinerte Anteile wenigstens eines zumindest eine faserige Substanz
enthaltenden Baustoffkörpers, insbesondere einer Baustoffplatte oder eines Baustoffsteins, umfassen.
Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung um- fasst die Schüttung wenigstens ein Agglomerat aus staub- oder pulverförmi- gen Bestandteilen, insbesondere aus den zerkleinerten Anteilen des wenigs¬ tens eines Baustoffkörpers und/oder wenigstens einem weiteren staub- oder pulverförmigen Zusatzstoff. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Agglo- merate aus den staub- oder pulverförmigen Inhaltsstoffen nach der Verfesti- gung eine sehr hohe Festigkeit aufweisen können.
Die Schüttung liegt vorzugsweise komplett als Agglomerat in einer oder mehreren Agglomeratteilchengrößen vor. Die Teilchen des wenigstens einen Agglomerats können dabei entweder dieselbe oder verschiedene Zusammen- Setzungen aus staub- oder pulverförmigen Bestandteilen aufweisen. Die Schüttung kann beispielsweise ausschließlich Agglomerate mit der Zusam¬ mensetzung des zerkleinerten Baustoffkörpers aufweisen. Zudem können Agglomerate mit der Zusammensetzung des zerkleinerten Baustoffkörpers neben nachträglich zugegebenen Agglomeraten oder Granulaten wenigstens eines weiteren Zusatzstoffes vorliegen. Darüber hinaus ist es möglich, vor dem Agglomerieren die Zusatzstoffe mit den zerkleinerten Anteilen des Bau¬ stoffkörpers zu mischen, so dass das Agglomerat homogen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hierzu der bei der materialab- tragenden Bearbeitung anfallende Staub bzw. das Pulver, insbesondere unter Zugabe wenigstens einer Flüssigkeit, vorzugsweise unter Zugabe von Was¬ ser, agglomeriert. Insbesondere vor dem Agglomerieren können die zerklei¬ nerten Anteile des Baustoffkörpers mit weiteren staub- oder pulverförmigen Zusatzstoffen gemischt werden.
Um noch höhere Festigkeiten zu Erreichen kann es zudem vorteilhaft sein den bei der materialabtragenden Bearbeitung des Baustoffkörpers anfallen¬ den Staub bzw. das Pulver vor dem Agglomerieren einer Wärmebehandlung zu unterziehen, insbesondere zu kalzinieren. Durch das Kalzinieren, eine Wärmebehandlung bei Temperaturen von etwa 150 °C, wird in den Bestand-
teilen vorhandenes Ktistallwasser abgespalten, was insbesondere bei gipshal- tigen Schüttungen zu einer erhöhten Festigkeit führen kann.
Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung um- fasst die Schüttung wenigstens ein anorganisches Bindemittel und/oder we¬ nigstens eine faserige Substanz. Insbesondere die faserige Substanz kann bei der Ausführung der Schüttung mit Agglomeraten durch eine sog. Faserar¬ mierung zu einer besonders hohen Festigkeit beitragen.
Das wenigstens eine anorganische Bindemittel umfasst vorzugsweise Gips, insbesondere Kalziumsulfat-Halbhydrat und/oder Kalziumsulfat-Dihydrat, Zement, insbesondere Portlandzement, Kieselsäure, Beton, Ton oder Gemi¬ sche daraus. Als wenigstens eine faserige Substanz kann bzw. können bei¬ spielsweise wenigstens eine Cellulosefaser, Papierfaser, Kunststofffaser, Mi- neralfaser, Glasfaser, Carbonfaser oder Gemische daraus vorgesehen sein. Die Zusammensetzung des Baustoffs ist im Wesentlichen durch die Zusam¬ mensetzung des Baustoffkörpers bestimmt. Um spezielle Eigenschaften zu erreichen kann aber auch ein weiteres Bindemittel oder eine weitere Faser als Zusatzstoff hinzugefügt werden.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die zerkleinerten Anteile des wenigs¬ tens einen Baustoffkörpers durch eine materialabtragende Bearbeitung, ins¬ besondere Schleifen und/oder Fräsen und/oder Bohren und/oder Sägen und/oder Kugelstrahlen und/oder Mahlen, des Baustoffkörpers erzeugt sind. Der Baustoffkörper wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hierzu be¬ vorzugt an der Oberfläche bearbeitet, insbesondere abgeschliffen und/oder gefräst und/oder kugelgestrahlt oder im Innern bearbeitet, insbesondere ge¬ bohrt und/oder gesägt und/oder vermählen. Bei den angegeben Prozessen entsteht ein sehr feiner Staub bzw. sehr feines Pulver, das sich hervorragend zu Agglomeraten hoher Festigkeit verarbeiten lässt.
Bevorzugt ist es, dabei wenn staub- oder pulverförmigen Bestandteile eine Korngröße zwischen 1 und 500 μm aufweisen.
Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Agglomerat aus den staub- oder pulverförmigen Bestandteilen ei-
nen mittleren Teilchendurchmesser von wenigen μm bis 16 mm, vorzugswei¬ se zwischen 2 mm und 16 mm, auf. Teilchen dieser Größe eignen sich be¬ sonders zur Verwendung als Schüttung, da sie rieselfähig sind und nicht ver¬ kleben. Außerdem besitzen diese Teilchen eine hohe Festigkeit und auch die Schüttung weist nur eine geringe Nachverdichtung durch Belastung auf.
Insbesondere vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Teilchen des Agglome- rats im Wesentlichen kugelförmig sind. Solche Teilchen lassen sich gut wei¬ terverarbeiten, lagern und transportieren und eigenen sich insbesondere für die Verwendung nach Anspruch 14.
Vorzugsweise ist eine Verwendung der Schüttung nach Anspruch 1 oder ein der fakultativ auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche, als Ausgleichs- schüttung oder Isolierschüttung oder als Dammschüttung, vorzugsweise auf unebenen Fußböden, vorgesehen.
Durch das Verfahren gemäß der Erfindung lässt sich wirtschaftliche Verwer¬ tung des bei einer materialabtragenden Bearbeitung eines Baustoffkörpers anfallenden Staubs gewährleisten. Besonders vorteilhaft verwerten lassen sich in der Praxis staub- oder pulverförmige Bestandteile, die einen be¬ stimmten Anteil an zerkleinertem faserigem Material aufweisen. Der von dem Erfindungsgedanken umfasste Baustoff nach Anspruch 15, insbesonde¬ re zur Verwendung als Schüttung nach Anspruch 1 oder einem der auf An¬ spruch 1 fakultativ rückbezogenen Ansprüche, umfasst daher staub- oder pulverförmige Bestandteile, wobei die staub- oder pulverförmigen Bestand¬ teile zerkleinerte Anteile wenigstens eines Gips und/oder Zement und/oder Beton und/oder Ton und/oder eine faserige Substanz enthaltenden Bau¬ stoffkörpers, insbesondere einer Baustoffplatte oder eines Baustoffsteins, oder wenigstens ein Gemisch daraus umfassen und wobei in den staub- oder pulverförmigen Bestandteile wenigstens ein anorganisches Bindemittel und wenigstens eine faserige Substanz enthalten sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
Tabelle 1 zeigt Kenndaten ein vorteilhafter Ausführungsformen der erfin¬ dungsgemäßen Schüttung und bevorzugte Sollwerte für eine Trockenschüt- tung. Die nach einer vorteilhaften Aus führungs form des Verfahrens gemäß der Erfindung gewonnene Schüttung umfasst zerkleinerte Anteile einer Gipsfaserplatte, die durch Schleifen oberflächenbehandelt wird. Der Schleif¬ staub enthält einen Anteil an Kalziumsulfat(Gips)-Halbhydrat (CaSO4 • 0,5 H2O), da die Gipsfaserplatte beim Herstellprozess während der Trocknung partiell ankalziniert wird, d.h. es wird ein Teil des Kristallwassers abgespal¬ ten. Der Schleifstaub enthält darüber hinaus noch große Mengen an Kalzi- umsulfat-Dihydrat (CaSO4 • 2 H2O) und Cellulosefasern, die der Konzentra¬ tion der Gipsfaserplatte entsprechen.
Der Schleifstaub wird auf einer herkömmlichen „Verstückungseinrichtung", beispielsweise Anlage zur Aufbauagglomeration wie Pelletierausrüstungen oder aber einer Anlage zur Pressagglomeration wie auch zur thermischen Agglomeration, mit Wasser zu Agglomeraten mit den in der Tabelle 1 ange¬ gebenen mittleren Teilchengrößen verarbeitet. Die Agglomerate zeigen nach der Verfestigung erhebliche Festigkeiten, was auf die Faserarmierung zu¬ rückgeführt werden kann. Gegebenenfalls muss der Schleifstaub vor dem Agglomerieren noch nachträglich kalziniert werden, um die gewünschten Festigkeiten zu erreichen.
Die Agglomerate können kugelförmig in nahezu beliebigen mittleren Teil¬ chendurchmessern hergestellt werden. Damit kann eine Schüttung zur Ver- wendung als Bodenausgleichsmasse bzw. -nivelliermasse erzeugt werden
Nach der Nivellierung kann der Boden entsprechend mit den oberen Schich¬ ten ausgerüstet werden.
Insbesondere die Agglomerate mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 2 und 16 mm weisen nach Tabelle 1 ein gutes bis sehr gutes Verhalten als
Schüttung auf. Die Verdichtung durch Belastung ist relativ gering und liegt unter dem gewünschten Sollwert. Auch zeigt die Siebanalyse nach Belastung am Beispiel der Teilchen mit 2 bis 4 mm mittlerem Teilchendurchmesser, dass diese wenig Zusammenbacken und kaum durch Abrieb und Druckbelas- tung zerstört werden. Die Agglomeratteilchen selbst besitzen demnach eine hohe Festigkeit.
Tabelle 2 zeigt im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Schüttung Kennda¬ ten von herkömmlichen Trockenschüttungen als Ausgleichs-, Dämm- oder Isolierschüttung, sowie die bevorzugten Sollwerte für eine Trockenschüt- tung. Bei einem Vergleich dieser Daten mit den Kennwerten in Tabelle 1 sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Schüttung gegenüber den her¬ kömmlichen Baustoffen insbesondere bei Belastung ersichtlich.
Tabelle 1
VO
Tabelle 2