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WO2024235903A1 - Feuerbeständiges und kreislaufwirtschaftsfähiges bauelement - Google Patents

Feuerbeständiges und kreislaufwirtschaftsfähiges bauelement Download PDF

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Publication number
WO2024235903A1
WO2024235903A1 PCT/EP2024/063074 EP2024063074W WO2024235903A1 WO 2024235903 A1 WO2024235903 A1 WO 2024235903A1 EP 2024063074 W EP2024063074 W EP 2024063074W WO 2024235903 A1 WO2024235903 A1 WO 2024235903A1
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WO
WIPO (PCT)
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binder
water
temperature range
raw material
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/063074
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Losehand
Original Assignee
strohlos produktentwicklung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by strohlos produktentwicklung GmbH filed Critical strohlos produktentwicklung GmbH
Publication of WO2024235903A1 publication Critical patent/WO2024235903A1/de

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—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
    • C04B28/30—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 magnesium cements or similar cements
    • C04B28/32—Magnesium oxychloride cements, e.g. Sorel cement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B28/30—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 magnesium cements or similar cements
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C04B2111/285—Intumescent materials

Definitions

  • the invention relates to a method for producing fire-resistant and recyclable building elements from renewable raw materials, a binder and water, as well as a building element produced by the method.
  • Building elements within the meaning of this invention can have various shapes. The most likely shape will be that of a plate.
  • a plate-shaped building element can be used for a drywall for interior construction.
  • a plate-shaped building element can also be used as an acoustic and/or thermal insulation wall.
  • a plate-shaped building element can also serve as a furniture plate, for example a table top.
  • Such a plate-shaped building element can also be used to manufacture complex structures, for example furniture.
  • the manufacture of complex, functional structures from one or more building elements is also conceivable, for example fire-resistant cable routes.
  • a building element according to this invention can also have a cuboid shape and be used like a stone. Other shapes are not excluded. In principle, further processing and/or design of a component, for example painting, coating, gluing, etc., is not excluded.
  • such construction elements are made from wood fibers or wood chips, glass fiber or gypsum using a binding agent.
  • the masses are preferably processed into panels.
  • glass fibers and gypsum in particular have high melting temperatures, so that complex solutions are required during production and also during recycling.
  • EP 3 325425 B1 discloses a construction product in the form of an interior cladding panel, as well as a method for producing the construction product.
  • the construction product contains up to 35% cement binder.
  • cement-like binders hinder the diffusion openness of the product. They therefore promote the formation of condensation and the associated problems, such as mold formation.
  • the construction product contains only up to 30% hemp shives, so that a large part of the interior cladding panel consists of lime and cement binder and the supporting aspect of sustainability is only applied peripherally.
  • a construction product based on bioaggregates which consists of a lignocellulose-containing, plant-based granulate and a binder derived from calcium carbonate, as well as a method for producing the construction product. Furthermore, the construction product according to claims 18 and 23 at least optionally has a cement-like binder, which can be described as disadvantageous.
  • the object is achieved by a method for producing fire-resistant building elements from rapidly renewable raw materials and/or recovered residues and/or biopolymers suitable for recycling, a binder and water, wherein the rapidly renewable raw materials are at least one of the group of cereal, rapeseed, flax, hemp or rice straw or algae, hops, corn or paludicultures.
  • the rapidly renewable raw materials are at least one of the group of cereal, rapeseed, flax, hemp or rice straw or algae, hops, corn or paludicultures.
  • Comparable renewable raw materials are, for example, hops, corn and paludicultures such as reeds, Typha, sedges or reed canary grass.
  • the use of other renewable raw materials is conceivable.
  • the raw materials can be processed as a whole, but are preferably crushed, for example chopped.
  • the binder is a mixture of magnesium carbonate, magnesium oxide and magnesium chloride.
  • the method has ten method steps: (i) introducing binder and water into a temperature-controlled container; (ii) tempering the binder-water mixture within a first defined temperature range; (iii) mixing the binder-water mixture, whereby the temperature of the first defined temperature range is maintained; (iv) maintaining the first defined temperature range for a first defined period of time; (v) tempering the binder-water mixture within a second defined temperature range; (vi) introducing the renewable raw materials, whereby the temperature of the second defined temperature range is maintained; (vii) mixing the binder-water-raw material mixture while maintaining the temperature of the second defined temperature range;
  • composition of the mixtures in terms of the proportions of raw material, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium chloride and water used can vary according to the desired properties of the target product for their respective field of application.
  • an increased proportion of raw material can increase the acoustic insulation for soundproofing and noise insulation.
  • An increased proportion of binder can increase the fire resistance.
  • the setting of the process parameters temperature and holding time can also vary.
  • the tempering increases the viscosity of the binding agent and enables a homogeneous coating of the raw material as a prerequisite for uniform hardening during cooling. It also ensures a latent breakdown of the raw material, increases its porosity and thus increases its surface area for the binding agent to adhere to.
  • the setting of the process parameters depends, among other things, on the type of raw material used. For example, the process parameters when using cereal straw can be different from the process parameters when using algae, but can also correspond to them. The simultaneous use of two or more raw materials is conceivable.
  • process parameters can vary depending on the original habitat of the raw materials, as this largely determines their material composition. For example, plants of the same type but of different origin can have different proportions of lignocellulose. Furthermore, the process parameters can vary depending on the age of the raw materials, as this also determines their material composition. Furthermore, the storage time and conditions of the raw material used can influence the process parameters.
  • the method is carried out continuously.
  • a continuous implementation of the method can This can be achieved, for example, by carrying out process steps (i) to (viii) in at least one appropriately dimensioned storage container, which feeds a downstream process line.
  • This can, for example, have a continuous pressing system according to the state of the art, as is used for the continuous production of particle boards, OSB, MDF and LVL, under the simultaneous influence of precise pressure and temperature.
  • the rapidly renewable agricultural raw materials are completely or partially replaced by components that have been crushed and/or separated into suitable fractions and produced according to claim 1.
  • a construction element for example a furniture panel after a usage cycle or a building material panel after a construction cycle, can be shredded and separated into corresponding fractions, which are then available either in their entirety or as a mixture for new products.
  • biopolymers which also have a circular economy capability, can be used to produce the components. This applies, for example, to polyhydroxyalkanoates.
  • the aim here is a complete reuse of the components and/or objects produced with them after reaching the end of their life cycle.
  • process steps (i) to (x) are repeated using different mixture compositions and/or process parameters such carried out so that the resulting component has two or more different layers.
  • binder-water-raw material mixture is applied to a first binder-water-raw material mixture and cured together. It is also conceivable to allow the mixtures to cure one after the other.
  • a component can be produced in this way which has a fire-resistant first side and an insulating second side. Components with three or more layers can also be manufactured in this way.
  • the process steps of tempering, mixing and holding are carried out in a computer-aided, automated manner. In this way, dedicated processes can run automatically for defined scenarios without the need for manual intervention.
  • the first defined temperature range is between 25 and 60°C.
  • the second defined temperature range can be identical, but can also differ.
  • the defined time periods are only a few seconds.
  • the object is further achieved by a component manufactured according to the method described here, wherein the component comprises at least one renewable raw material from the group of cereal, rapeseed, flax, hemp or rice straw or algae, hops, corn or paludicultures and a binder made of magnesium carbonate, magnesium oxide and magnesium chloride as well as water, wherein the component is waterproof, permeable to diffusion, flame-retardant and free of environmentally harmful additives.
  • the component comprises at least one renewable raw material from the group of cereal, rapeseed, flax, hemp or rice straw or algae, hops, corn or paludicultures and a binder made of magnesium carbonate, magnesium oxide and magnesium chloride as well as water, wherein the component is waterproof, permeable to diffusion, flame-retardant and free of environmentally harmful additives.
  • the raw material content of the component is between 55 and 80%.
  • the construction element is preferably a panel.
  • fire-resistant panels include ceiling, floor or wall panels for sound or heat insulation, decorative wall panels for table coverings, for roofing materials, for insulating panels or ducts for supply lines, for sound-absorbing coverings, for back walls of veneers, for door materials, for underlays in construction, but also for elements in furniture construction, aircraft construction, vehicle construction or shipbuilding. Other uses are conceivable.
  • the component produced using the described process is very strong, is both bend- and tear-resistant, permeable to diffusion, flame-retardant according to fire protection standard class A2 or B1, free of toxic additives and universally applicable. After use, it can be recycled or composted.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerbeständiger und kreislaufwirtschaftsfähiger Bauelemente aus nachwachsenden Rohstoffen, einem Bindemittel und Wasser, sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Bauelement. Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung feuerbeständiger Bauelemente aus nachwachsenden Rohstoffen sowie ein daraus resultierendes Bauelement bereitzustellen, wobei das Bauelement wasserfest, diffusionsoffen, schwer entflammbar sowie frei von umweltschädlichen Zusatzstoffen ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.

Description

Feuerbeständiges und kreislaufwirtschaftsfähiges Bauelement
Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerbeständiger und kreislaufwirtschaftsfähiger Bauelemente aus nachwachsenden Rohstoffen, einem Bindemittel und Wasser, sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Bauelement.
[0002] Bauelemente im Sinne dieser Erfindung können verschiedene Formen aufweisen. Die wahrscheinlichste Form wird die einer Platte sein. Beispielsweise kann ein plattenförmiges Bauelement für eine Trockenbauwand für den Innenausbau genutzt werden. Auch kann ein plattenförmiges Bauelement als akustische und/oder thermische Dämmwand genutzt werden. Ein plattenförmiges Bauelement kann ebenfalls als Möbelplatte, beispielsweise Tischplatte, dienen. Ein solches plattenförmiges Bauelement kann aber ebenfalls genutzt werden, um hieraus komplexe Strukturen, beispielsweise Möbel zu fertigen. Auch denkbar ist die Fertigung komplexer, funktioneller Strukturen aus einem oder mehrerer Bauelemente, beispielsweise feuerbeständige Kabeltrassen. Daneben kann ein Bauelement gemäß dieser Erfindung auch eine Quaderform aufweisen und wie ein Stein eingesetzt werden. Weitere Formen sind nicht ausgeschlossen. Grundsätzlich ist eine Weiterverarbeitung und/oder Gestaltung eines Bauteils, beispielsweise Streichen, Beschichten, Bekleben etc., nicht ausgeschlossen.
[0003] Auf Grund der wachsenden Weltbevölkerung und der Notwendigkeit zum Erreichen ambitionierter Klimaziele zur Eindämmung der globalen Erderwärmung besteht auch im Bausektor ein großer Bedarf an Bauelementen auf Basis schnell nachwachsender Rohstoffe, im Speziellen da Bauelemente nach dem Stand der Technik keine oder lediglich unzureichende Kreislaufwirtschaftsfähigkeit aufweisen. [0004] Natürliche Baumaterialien weisen zahlreiche Vorteile auf, wie z. B. ein hohes thermisches und akustisches Isoliervermögen, erneuerbare Rohstoffquelle, Möglichkeit des Recyclings oder problemloser Entsorgung durch Kompostierung bei einem angemessenen Preis, auch bei Kleinserien.
[0005] Nichtsdestotrotz müssen diese den Anforderungen an ihre mechanischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Festigkeit und Feuerbeständigkeit, bei geringem Gewicht, genügen.
[0006] Im Allgemeinen werden derartige Bauelemente aus Holzfasern oder Holzspänen, Glasfaser oder Gips unter Verwendung eines Bindemittels hergestellt. Vorzugsweise werden die Massen zu Platten verarbeitet. Nachteilig ist zudem, dass insbesondere Glasfasern und Gips hohe Schmelztemperaturen aufweisen, so dass bei der Herstellung aber auch bei der Verwertung aufwändige Lösungen gefragt sind.
[0007] Neueste Bemühungen avisieren im Zuge einer biobasierten Kreislaufwirtschaft die Nutzbarmachung landwirtschaftlicher und industrieller/zivilisatorischer Abfälle zu oben genanntem Zwecke, beispielsweise die Nutzung von Getreide-, Raps- oder Hanfstroh.
[0008] Diesbezüglich offenbart EP 3 325425 B1 ein Bauprodukt in Form einer Innenverkleidungsplatte, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bauproduktes offenbart. Gemäß dem Anspruch 6 weist das Bauprodukt bis zu 35% Zementbindemittel auf. Nachteilig hieran ist, dass zementartige Bindemittel die Diffusionsoffenheit des Produktes behindern. Sie fördern demnach die Entstehung von Kondenswasser und die damit verbundenen Probleme, beispielsweise Schimmelbildung. Ferner weist das Bauprodukt lediglich bis zu 30% Hanfschäben auf, sodass ein Großteil der Innenverkleidungsplatte aus Kalk und Zementbindemittel besteht und der tragende Aspekt der Nachhaltigkeit lediglich peripher zur Anwendung kommt. [0009] Selbiges gilt für das Bauprodukt nach der Lehre von WO2022157466A1. Hier ist ein Bauprodukt auf der Basis von Bioaggregaten, offenbart, welches aus einem Lignocellulose-haltigem, pflanzlichen Granulat und einem von Calciumcarbonat abgeleitetem Bindemittel besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bauproduktes. Ferner weist das Bauprodukt gemäß den Ansprüchen 18 und 23 zumindest optional ein zementartiges Bindemittel auf, welches als nachteilig zu bezeichnen ist.
[0010] Es bedarf eines Verfahrens welches es erlaubt, ein biobasiertes Bauelement herzustellen, welches den Anforderungen der Bauindustrie genügt, sowohl im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften und Verarbeitbarkeit, als auch im Hinblick auf die ökologischen Aspekte der Nutzung erneuerbaren Rohstoffe, vorzugsweise aus Reststoffströmen der landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen und Fischerei-Produktion und die umweltfreundliche Verwertbarkeit nach deren Nutzungsende.
Darstellung der Erfindung
[0011] Es ist Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung feuerbeständiger und kreislaufwirtschaftsfähiger Bauelemente aus nachwachsenden Rohstoffen sowie ein daraus resultierendes Bauelement bereitzustellen, wobei das Bauelement wasserfest, diffusionsoffen, schwer entflammbar sowie frei von umweltschädlichen Zusatzstoffen ist.
[0012] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.
[0013] Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Herstellung feuerbeständiger Bauelemente aus schnell nachwachsenden Rohstoffen und/oder gewonnenen Reststoffen und/oder kreislaufwirtschaftsfähigen Biopolymeren, einem Bindemittel und Wasser, wobei die schnell nachwachsenden Rohstoffe zumindest einer aus der Gruppe von Getreide-, Raps-, Lein-, Hanf- oder Reisstroh bzw. Algen, Hopfen, Mais oder Paludikulturen sind. Vergleichbare nachwachsende Rohstoffe sind beispielsweise Hopfen, Mais und Paludikulturen wie Schilf, Typha, Seggen oder Rohrglanzgras. Die Nutzung weiterer nachwachsender Rohstoffe ist denkbar. Die Rohstoffe können in Gänze verarbeitet werden, sind vorzugsweise aber zerkleinert, beispielsweise gehäckselt. Das Bindemittel ist ein Gemisch von Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid. Das Verfahren weist zehn Verfahrensschritte auf: (i) Eingabe von Bindemittel und Wasser in einen temperierbaren Behälter; (ii) Temperieren des Bindemittel-Wasser-Gemisches innerhalb eines ersten definierten Temperaturbereichs; (iii) Vermengen des Bindemittel-Wasser- Gemisches, wobei die Temperatur des ersten definierten Temperaturbereichs gehalten wird; (iv) Halten des ersten definierten Temperaturbereichs für einen ersten definierten Zeitraum; (v) Temperieren des Bindemittel-Wasser-Gemisches innerhalb eines zweiten definierten Temperaturbereichs; (vi) Eingabe der nachwachsenden Rohstoffe, wobei die Temperatur des zweiten definierten Temperaturbereichs gehalten wird; (vii) Vermengen des Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisches, wobei die Temperatur des zweiten definierten Temperaturbereichs gehalten wird;
(viii) Halten des zweiten definierten Temperaturbereichs für einen zweiten definierten Zeitraum; (ix) Ausgabe des Bindemittel-Wasser-Rohstoff- Gemisches in eine formstabile Gussform und (x) Abkühlung und Aushärtung des Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisches.
[0014] Die Zusammensetzung der Gemische im Hinblick auf die verwendeten Anteile an Rohstoff, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumchlorid und Wasser kann entsprechend den gewünschten Eigenschaften des Zielproduktes für ihr jeweiliges Einsatzgebiet variieren. Beispielsweise kann ein erhöhter Rohstoffanteil die akustische Isolierung zur Schallschutz- und Lärmdämmung erhöhen. Ein erhöhter Anteil an Bindemittel kann die Feuerbeständigkeit erhöhen.
[0015] Die Einstellung der Prozessparameter Temperatur und Haltezeit kann ebenfalls variieren. Generell dient die Einstellung der Prozessparameter zur Schaffung der Voraussetzung für eine optimale Vermengung von Bindemittel und Rohstoff. Die Temperierung sorgt für eine Erhöhung der Viskosität des Bindemittels und ermöglich eine homogene Ummantelung des Rohstoffs als Voraussetzung für eine gleichmäßige Aushärtung während des Abkühlens. Ebenfalls sorgt sie für einen latenten Aufschluss des Rohstoffs, erhöht dessen Porosität und vergrößert somit dessen Oberfläche zur Anheftung des Bindemittels. Neben den gewünschten Eigenschaften des Zielproduktes ist die Einstellung der Prozessparameter unter anderem abhängig von der Art des verwendeten Rohstoffs. So können die Prozessparameter bei der Verwendung von Getreidestroh anders sein als die Prozessparameter bei der Verwendung von Algen, diesen aber auch entsprechen. Die gleichzeitige Verwendung zweier oder mehrerer Rohstoffe ist denkbar. Ferner können die Prozessparameter in Abhängigkeit des ursprünglichen Habitats der Rohstoffe variieren, da dieser maßgeblich deren stoffliche Zusammensetzung bestimmt. Beispielsweise können Pflanzen gleicher Art aber unterschiedlicher Herkunft abweichende Anteile an Lignocellulose aufweisen. Ferner können die Prozessparameter in Abhängigkeit des Alters der Rohstoffe variieren, da dieses ebenfalls deren stoffliche Zusammensetzung bestimmt. Des Weiteren können die Lagerdauer und -bedingungen des eingesetzten Rohstoffes die Prozessparameter beeinflussen.
Beispielsweise kann es notwendig sein einen Rohstoff, welcher bei 6°C gelagert wurde, länger zu Temperieren als einen Rohstoff, welcher bei Raumtemperatur gelagert wurde. Die Verwendung eines hohen Rohstoffanteils kann es bedingen die Mischzeit zu erhöhen, um eine adäquate Vermengung mit dem Bindemittel zu gewährleisten.
[0016] Das Abkühlen und Aushärten des Bindemittel-Wasser-Rohstoff- Gemisches erfolgt an der Luft, kann jedoch unter Wärmezufuhr beschleunigt werden. Hierfür ist die Nutzung von Abwärme denkbar.
[0017] Gemäß verschiedener Ausführungsformen erfolgt das Verfahren kontinuierlich. Eine kontinuierliche Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise erreicht werden, indem die Prozessschritte (i) bis (viii) in zumindest einem entsprechend dimensionierten Vorlagebehälter erfolgen, welcher eine nachgelagerte Prozessstraße speist. Diese kann beispielsweise ein kontinuierliches Presssystem gemäß dem Stand der Technik aufweisen, wie es für die kontinuierliche Produktion von Spanplatten, OSB, MDF und LVL, unter gleichzeitigem Einfluss präzisen Drucks und Temperatur, Anwendung findet.
[0018] Gemäß verschiedener Ausführungsformen werden die schnell nachwachsenden landwirtschaftlichen Rohstoffe vollständig oder in Teilen durch zerkleinerte und/oder in geeignete Fraktionen aufgetrennte Bauelemente, welche nach Anspruch 1 hergestellt wurden, ersetzt.
[0019] Beispielhaft kann ein Bauelement, beispielsweise eine Möbelplatte nach einem Verwendungszyklus oder eine Baustoffplatte nach einem Bauzyklus zerkleinert und in entsprechende Fraktionen separiert werden, welche dann entweder in Gänze oder aber als Gemisch für neue Produkte zur Verfügung stehen.
[0020] Ferner können Biopolymere, welche ebenfalls eine Kreislaufwirtschaftsfähigkeit mitbringen, zur Produktion der Bauelemente genutzt werden. Dies gilt beispielsweise für Polyhydroxyalkanoate.
[0021] Auch ist es denkbar hierfür gewonnene Reststoffe, vorzugsweise aus Naturstoffen wie Glas oder kreislaufwirtschaftsfähigen Materialien, beispielsweise zivilisatorischen Müll in Form von alten Verpackungen, zu verwenden.
[0022] Ziel hierbei ist eine vollständige Wiederverwendung der Bauelemente und/oder damit produzierter Gegenstände nach Erreichen ihres Lebenszyklusendes.
[0023] Gemäß verschiedener Ausführungsformen werden die Verfahrensschritte (i) bis (x) wiederholt unter Verwendung abweichender Mischungszusammensetzungen und/oder Prozessparameter derart durchgeführt, dass das resultierende Bauelement zwei oder mehrere andersgeartete Schichten aufweist.
[0024] Demnach wird auf ein erstes Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisch ein andersgeartetes Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisch aufgebracht und gemeinsam ausgehärtet. Ebenfalls ist es denkbar, die Gemische nacheinander aushärten zu lassen. Beispielsweise kann so ein Bauelement erzeugt werden, welches eine feuerbeständige erste Seite, und eine dämmende zweite Seite aufweist. Auf diese Weise können auch Bauelemente mit drei oder mehr Schichten gefertigt werden.
[0025] Gemäß verschiedener Ausführungsformen erfolgen die Verfahrensschritte Temperieren, Vermengen und Halten computergestützt automatisiert. Auf diese Weise können für definierte Szenarien dezidierte Prozesse automatisch ablaufen, ohne dass es eines manuellen Eingriffs bedarf.
[0026] Gemäß verschiedener Ausführungsformen liegt der erste definierte Temperaturbereich zwischen 25 und 60°C. Der zweite definierte Temperaturbereich kann identisch sein, kann aber auch abweichen.
[0027] Gemäß verschiedener Ausführungsformen betragen die definierten Zeiträume nur wenige Sekunden.
[0028] Die Lösung der Aufgabe erfolgt ferner durch ein Bauelement hergestellt nach dem hier beschriebenen Verfahren, wobei das Bauelement zumindest einen nachwachsenden Rohstoff aus der Gruppe von Getreide- , Raps-, Lein-, Hanf- oder Reisstroh bzw. Algen, Hopfen, Mais oder Paludikulturen und ein Bindemittel aus Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid sowie Wasser aufweist, wobei das Bauelement wasserfest, diffusionsoffen, schwer entflammbar sowie frei von umweltschädlichen Zusatzstoffen ist.
[0029] Gemäß verschiedener Ausführungsformen beträgt der Rohstoffanteil des Bauelements zwischen 55 und 80 %. [0030] Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das Bauelement bevorzugt eine Platte. Als Beispiele der feuerbeständigen Platten sollen Decken-, Boden- oder Wandplatten für die Schall- oder Wärmeisolierung, dekorative Wandplatten für Tischabdeckungen, für Dachmaterialien, für Isolierplatten bzw. Kanäle für Versorgungsleitungen, für schalldämmende Belege, für Rückwände von Furnieren, für Materialien von Türen, für Unterlagen im Bauwesen aber auch für Elemente im Möbelbau, beim Flugzeugbau, beim Fahrzeugbau oder beim Schiffsbau genannt werden. Weitere Verwendungszwecke sind denkbar.
[0031] Ferner sind gängige Weiterverarbeitungs- und Gestaltungsmöglichkeiten in Bezug auf das Bauelement ohne Einschränkung anwendbar, beispielsweise Streichen, Beschichten, Bekleben u.v.m.
[0032] Das mittels des beschriebenen Verfahrens hergestellte Bauelement weist eine hohe Festigkeit auf, ist sowohl biege- als auch reißfest, diffusionsoffen, gemäß Brandschutznorm Klasse A2 bzw. B1 schwer entflammbar, frei von toxischen Zusatzstoffen und universell einsetzbar. Nach Nutzungsende kann es recycelt oder kompostiert werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung feuerbeständiger Bauelemente aus nachwachsenden Rohstoffen und/oder gewonnenen Reststoffen und/oder kreislaufwirtschaftsfähigen Biopolymeren, einem Bindemittel und Wasser, wobei die nachwachsenden Rohstoffe zumindest einer aus der Gruppe von Getreide-, Raps-, Lein-, Hanf- oder Reisstroh bzw. Algen, Hopfen, Mais oder Paludikulturen sind und wobei das Bindemittel ein Gemisch von Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid ist, aufweisend die Verfahrensschritte a) Eingabe von Bindemittel und Wasser in einen temperierbaren Behälter, b) Temperieren des Bindemittel-Wasser-Gemisches innerhalb eines ersten definierten Temperaturbereichs, c) Vermengen des Bindemittel-Wasser-Gemisches, wobei die Temperatur des ersten definierten Temperaturbereichs gehalten wird, d) Halten des ersten definierten Temperaturbereichs für einen ersten definierten Zeitraum, e) Temperieren des Bindemittel-Wasser-Gemisches innerhalb eines zweiten definierten Temperaturbereichs, f) Eingabe der zerkleinerten nachwachsenden Rohstoffe, wobei die Temperatur des zweiten definierten Temperaturbereichs gehalten wird, g) Vermengen des Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisches, wobei die Temperatur des zweiten definierten Temperaturbereichs gehalten wird, h) Halten des zweiten definierten Temperaturbereichs für einen zweiten definierten Zeitraum, i) Ausgabe des Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisches in eine formstabile Gussform, j) Abkühlung und Aushärtung des Bindemittel-Wasser-Rohstoff-Gemisches.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe des Bindemittel-Wasser-Rohrstoff Gemisches kontinuierlich auf eine Förderstrecke erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schnell nachwachsenden landwirtschaftlichen Rohstoffe vollständig oder in Teilen durch zerkleinerte und/oder in geeignete Fraktionen aufgetrennte Bauelemente, welche nach Anspruch 1 hergestellt wurden, ersetzt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a) bis j) wiederholt unter Verwendung abweichender Mischungszusammensetzungen und/oder Prozessparameter derart durchgeführt werden, dass die Bauelemente zwei oder mehrere andersgeartete Schichten aufweisen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte Temperieren, Vermengen und Halten computergestützt automatisiert erfolgen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste definierte Temperaturbereich zwischen 25 und 60°C liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Temperaturbereich identisch sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Zeiträume nur wenige Sekunden betragen.
9. Bauelement hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement zumindest einen nachwachsenden Rohstoff aus der Gruppe von Getreide-, Raps-, Lein-, Hanf- oder Reisstroh bzw. Algen, Hopfen, Mais oder Paludikulturen und/oder zerkleinerte und/oder in geeignete Fraktionen aufgetrennte Bauelemente, welche nach Anspruch 1 bis 7 hergestellt wurden, und/oder gewonnene Reststoffe und/oder kreislaufwirtschaftsfähig Biopolymere und ein Bindemittel aus Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid sowie Wasser aufweist, wobei das Bauelement wasserfest, diffusionsoffen, schwer entflammbar sowie frei von umweltschädlichen Zusatzstoffen ist.
10. Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohstoffanteil des Bauelements zwischen 55 und 80 % beträgt.
11. Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement eine Platte ist.
PCT/EP2024/063074 2023-05-12 2024-05-13 Feuerbeständiges und kreislaufwirtschaftsfähiges bauelement WO2024235903A1 (de)

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DE102023112615.6 2023-05-12
DE102023112615.6A DE102023112615B3 (de) 2023-05-12 2023-05-12 Feuerbeständiges und kreislaufwirtschaftsfähiges Bauelement

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Family Applications (1)

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PCT/EP2024/063074 WO2024235903A1 (de) 2023-05-12 2024-05-13 Feuerbeständiges und kreislaufwirtschaftsfähiges bauelement

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DE (1) DE102023112615B3 (de)
WO (1) WO2024235903A1 (de)

Citations (9)

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