

Die Erfindung betrifft einen Baustoff nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6 und eine Vorrichtung zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.The invention relates to a building material according to the features of the preamble of claim 1, a method for releasing interconnected components according to the features of the preamble of claim 6 and an apparatus for releasing interconnected components according to the features of the preamble of claim 8.
Zur Herstellung von Gebäuden und Bauwerken sind eine Vielzahl von Baustoffen und Bauteilen bekannt, welche miteinander verbunden werden, um die Gebäude und Bauwerke zu errichten. Um diese Gebäude und Bauwerke teilweise oder vollständigen wieder abreißen oder sanieren zu können, müssen die Bauteile selbst oder die Verbindung zwischen den miteinander verbundenen Bauteilen zerstört werden. Dies erfolgt nach dem Stand der Technik durch den Einsatz verschiedener technisch anspruchsvoller Werkzeuge. Mit diesen Werkzeugen werden Momenten-, Zug- und Scherspannungen erzeugt, um die Bauteile zu zertrümmern. Verschiedene Bauteile oder Baustoffe oder Bruchstücke von diesen bleiben dabei miteinander verbunden.For the production of buildings and structures a variety of building materials and components are known, which are interconnected to build the buildings and structures. In order to be able to demolish or refurbish these buildings and structures partially or completely, the components themselves or the connection between the interconnected components must be destroyed. This is done according to the prior art through the use of various technically sophisticated tools. Torque, tension and shear stresses are generated with these tools in order to smash the components. Various components or building materials or fragments of these remain connected to each other.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Baustoff sowie ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved building material and an improved method and an improved device for releasing interconnected components.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Baustoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und eine Vorrichtung zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 8.The object is achieved by a building material having the features of claim 1, a method for releasing interconnected components with the features of claim 6 and a device for releasing interconnected components with the features of claim 8.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Baustoff umfasst erfindungsgemäß einen vorgegebenen Anteil zumindest eines Mikrowellen absorbierenden Stoffes. Durch eine Bestrahlung mit Mikrowellen ist der Baustoff derart erwärmbar, dass sich seine Eigenschaften verändern, d. h. dass er seine Festigkeit und Haftkraft verliert. Aufgrund dieser Veränderung seiner Haftungseigenschaften kommt es, wenn der Baustoff mit einem Bauteil verbunden ist, zu einem Grenzflächenversagen, so dass sich die Verbindung löst. D. h. der Baustoff löst sich vom Bauteil ab und/oder miteinander mittels des Baustoffs verbundene Bauteile lösen sich voneinander. Dadurch ist eine vollständige und saubere Trennung von miteinander verbundenen Bauteilen erreichbar, wodurch ein sortenreines Recycling mit einer sehr hohen Wiederverwertungsquote erreichbar ist.A building material according to the invention comprises a predetermined proportion of at least one microwave-absorbing substance. By irradiation with microwaves, the building material is heated so that its properties change, d. H. that he loses his strength and adhesion. Due to this change in its adhesion properties, when the building material is bonded to a component, it results in interfacial failure, so that the connection dissolves. Ie. the building material dissolves from the component and / or components connected to each other by means of the building material detach from each other. This makes it possible to achieve a complete and clean separation of interconnected components, whereby a sorted recycling with a very high recycling rate can be achieved.
Der Baustoff stellt stets eine aktive Komponente dar, welche auf die Bestrahlung mit Mikrowellen reagiert, d. h. diese absorbiert, sich dadurch erwärmt und seine Eigenschaften verändert. Die verbundenen Bauteile, welche nicht aus dem Baustoff gebildet sind, sind passive Komponenten, d. h. sie absorbieren die Mikrowellen nicht oder nur sehr gering, so dass sie transparent für Mikrowellen sind und sich nicht erwärmen.The building material is always an active component which responds to microwave radiation, i. H. it absorbs, heats up and changes its properties. The connected components, which are not formed from the building material, are passive components, i. H. they do not absorb the microwaves, or only very slightly, so they are transparent to microwaves and do not heat up.
Mikrowellen sind nichtionisierende elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 300 MHz bis 300 GHz, welche zum Beispiel zur Erwärmung von Materialien angewandt werden. Die Mikrowellenerwärmung basiert einerseits auf verlustbehafteten Polarisationsvorgängen in den Materialien, welche durch Wechselwirkung des elektrischen Feldes mit freien oder gebundenen Ladungsträgern entstehen; sowie andererseits durch die Wechselwirkung des magnetischen Feldes mit vorhandenen magnetischen Dipolmomenten. Abhängig vom molekularen Aufbau eines Werkstoffs kann dieser über seine polare Struktur, seine elektrische Leitfähigkeit oder sein magnetisches Dipolmoment Mikrowellen absorbieren.Microwaves are non-ionizing electromagnetic waves in the frequency range from 300 MHz to 300 GHz, which are used, for example, for heating materials. The microwave heating is based on the one hand on lossy polarization processes in the materials, which arise through interaction of the electric field with free or bound charge carriers; and on the other hand by the interaction of the magnetic field with existing magnetic dipole moments. Depending on the molecular structure of a material, it can absorb microwaves via its polar structure, its electrical conductivity or its magnetic dipole moment.
Mikrowellen besitzen dank ihrer großen Wellenlänge eine hohe Eindringtiefe in vielen Dielektrika. Damit ist es möglich, kontaktlos Wärme tief im Werkstoff insbesondere selektiv zu deponieren. Die Erwärmung verläuft volumetrisch und ist unabhängig von den Wärmeleitungseigenschaften. Mikrowellen eignen sich durch unpolare oder wenig polare Dielektrika wie beispielsweise Fliesen hindurch einen Kleber selektiv zu erwärmen und gegebenenfalls zu zerstören. Für die industrielle Anwendung im Leistungsbereich werden beispielsweise Mikrowellen einer Frequenz von 2,45 GHz und 915 MHz eingesetzt.Thanks to their large wavelength, microwaves have a high penetration depth in many dielectrics. This makes it possible to contactlessly deposit heat deep in the material, in particular selectively. The heating is volumetric and independent of the heat conduction properties. Microwaves are suitable for selectively heating and, if necessary, destroying an adhesive by means of non-polar or slightly polar dielectrics, such as, for example, tiles. For industrial applications in the power range, for example, microwaves of a frequency of 2.45 GHz and 915 MHz are used.
Der Baustoff, welcher den vorgegebenen Anteil zumindest eines Mikrowellen absorbierenden Stoffes enthält, ist zweckmäßigerweise ein Bindemittel, zum Beispiel in Form von Zement, Gips, Mörtel oder in Form eines mineralischen Klebers, welcher beispielsweise zum Aufbringen von Fliesen auf Mauerwerk geeignet ist. Des Weiteren kann der Baustoff auch ein Verputz sein, zum Beispiel ein Gipsputz, welcher auch so genannte Phase Change Materials enthalten kann und beispielsweise auf Ziegeln, Kalksandstein oder Porenbeton aufbringbar ist. Phase Change Materials sind beispielsweise Parafin- oder Wachskügelchen, welche bei unterschiedlichen Temperaturen in einen flüssigen oder festen Aggregatzustand wechseln. Dadurch weist der Verputz Wärme regulierende Eigenschaften auf. Des Weiteren kann der Baustoff vorteilhafterweise auch ein Haftanstrich sein, in welchem der zumindest eine Mikrowellen absorbierende Stoff derart gelöst, verteilt oder dispergiert ist, dass er mittels des Haftanstrichs gleichmäßig verteilt auf eine Oberfläche eines Bauteils auftragbar ist und dort haftet.The building material, which contains the predetermined proportion of at least one microwave-absorbing substance, is expediently a binder, for example in the form of cement, gypsum, mortar or in the form of a mineral adhesive, which is suitable for example for applying tiles to masonry. Furthermore, the building material can also be a plaster, for example a gypsum plaster, which can also contain so-called phase change materials and can be applied, for example, to bricks, sand-lime brick or aerated concrete. Phase change materials are, for example, paraffin or wax beads, which change at different temperatures into a liquid or solid state of matter. As a result, the plaster has heat-regulating properties. Furthermore, the building material may advantageously also be an adhesive coating, in which the at least one microwave-absorbing substance is dissolved, distributed or dispersed in such a way that it is coated by means of the adhesive coating evenly distributed on a surface of a component can be applied and adheres there.
Der Baustoff kann somit Bestandteil eines Schichtenverbundes sein, welcher auf diese Weise durch Mikrowellenbestrahlung aufzuspalten ist. Des Weiteren kann der Baustoff auch ein Bestandteil eines Kompositmaterials sein, so dass sich auch das Kompositmaterial aufspalten lässt. Kompositmaterialien sind aus mehreren Materialien zusammengesetzt. Bei diesen Kompositmaterialien ist ein Material, zweckmäßigerweise ein Bindemittel, der Baustoff, welcher den zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff aufweist. Die anderen Materialien des Kompositmaterials, beispielsweise Zuschlagstoffe, sind die mittels des Baustoffs, d. h. mittels des Bindemittels verbundenen Bauteile.The building material can thus be part of a layer composite, which is split in this way by microwave irradiation. Furthermore, the building material may also be a component of a composite material, so that it is also possible to split the composite material. Composite materials are composed of several materials. In these composite materials is a material, suitably a binder, the building material, which has the at least one microwave absorbing substance. The other materials of the composite material, such as aggregates, are the materials used by the building material, d. H. components connected by means of the binder.
So ist beispielsweise bei einem Zementstein mit Zuschlägen beispielsweise in Form von Kiesgestein der Zement das Bindemittel, d. h. der Baustoff, welcher den zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff aufweist. Die Zuschläge, d. h. das Kiesgestein sind die Bauteile, welche mittels des Bindemittels Zement verbunden sind. Durch die Mikrowellenbestrahlung ist das Bindemittel, d. h. der Zement derart erwärmbar, dass dessen Haftkraft nachlässt und es sich vom Kiesgestein ablöst. Dadurch ist ein Aufschluss des Kompositmaterials ermöglicht und die einzelnen Bestandteile des Kompositmaterials, insbesondere das Kiesgestein sind recyclebar.Thus, for example, in the case of a cement stone with aggregates, for example in the form of gravel, the cement is the binder, i. H. the building material, which has the at least one microwave absorbing substance. The surcharges, d. H. the gravel are the components which are connected by means of the binder cement. By microwave irradiation, the binder, i. H. the cement can be heated in such a way that its adhesive strength decreases and it separates from the gravel. As a result, a digestion of the composite material is made possible and the individual components of the composite material, in particular the gravel are recyclable.
Dabei sind herkömmliche Grundstoffe verwendbar, d. h. bekannte Bindemittel, zum Beispiel herkömmlicher Zement, Gips, Mörtel oder Kleber, oder herkömmliche Haftanstriche, welche beispielsweise zur Grundierung oder Vorbehandlung des Bauteils einsetzbar sind. Diesen Grundstoffen wird der vorgegebene Anteil des zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoffes zugesetzt, um den Baustoff zu erhalten.In this case, conventional base materials are usable, d. H. known binders, for example conventional cement, gypsum, mortar or adhesive, or conventional adhesive coatings, which can be used for example for priming or pretreatment of the component. These basic substances, the predetermined proportion of the at least one microwave absorbing substance is added to obtain the building material.
Mittels eines Haftanstriches ist eine besonders einfache und vielfältige Anwendung ermöglicht, da der Haftanstrich lediglich vor dem Verbinden von Bauteilen auf eines oder auf alle Bauteile aufzutragen ist. Danach ist ein normales Bindemittel verwendbar. Zum Lösen der Bauteile ist der Haftanstrich mit Mikrowellen zu bestrahlen, wodurch dieser sich erwärmt und entweder die Wärme auf das angrenzende Bindemittel überträgt, wodurch sich dieses erwärmt und seine Haftkraft verliert, oder der Haftanstrich selbst verändert sich aufgrund der Erwärmung derart, dass er sich und dadurch auch das Bindemittel vom Bauteil löst.By means of an adhesive coating a particularly simple and varied application is possible because the adhesive coating is applied only before joining components on one or all components. Thereafter, a normal binder is usable. To dissolve the components, the adhesive coating is to be irradiated with microwaves, causing it to heat up and either transfer the heat to the adjacent binder, causing it to heat and lose its adhesive power, or the adhesive itself changes due to the heating so that it and thereby also dissolves the binder from the component.
Der Mikrowellen absorbierende Stoff ist vorzugsweise Kohlenstoff, beispielsweise in Form von Kohlenstoffnanoröhren, auch carbon nanotubes genannt, Graphit, Ruß, Blähgraphit oder Eisen(III)-oxid (Fe2O3). Der vorgegebene Anteil beträgt vorzugsweise bis zu 20 Masseprozent des Baustoffs. Bei Bindemitteln oder Verputz wie Zement oder Gips als Baustoff beträgt der vorgegebene Anteil bevorzugt bis zu zehn Masseprozent, bezogen auf den trockenen Ausgangsstoff des Baustoffs, bevorzugt zwei Masseprozent bis fünf Masseprozent. Bei Haftanstrich als Baustoff beträgt der vorgegebene Anteil bevorzugt bis zu 20 Masseprozent des flüssigen Haftanstrichs. Blähgraphit besteht aus Graphit, dem ein Treibmittel beigemischt ist. Erhitzt sich der Graphit aufgrund der Mikrowellenbestrahlung, so zersetzt sich das Treibmittel und bildet Gasblasen, welche die Haftung des Baustoffs, beispielsweise des Klebers deutlich reduzieren. Ungewollte Schäden sind dabei durch eine geeignete Wahl einer Zersetzungstemperatur des Treibmittels ausschließbar. So ist vorteilhafterweise anzustreben, dass sich das Treibmittel erst ab einer Temperatur von mehr als 100°C zersetzt, da einer so hohen Temperatur das Bindemittel, d. h. der Kleber normalerweise nicht ausgesetzt ist.The microwave-absorbing substance is preferably carbon, for example in the form of carbon nanotubes, also called carbon nanotubes, graphite, carbon black, expandable graphite or iron (III) oxide (Fe2 O3 ). The predetermined proportion is preferably up to 20 percent by mass of the building material. For binders or plaster, such as cement or gypsum as a building material, the predetermined proportion is preferably up to ten percent by mass, based on the dry starting material of the building material, preferably two percent by mass to five percent by mass. In the case of adhesive coating as building material, the predetermined proportion is preferably up to 20% by mass of the liquid adhesive coating. Expanded graphite consists of graphite, to which a propellant is admixed. If the graphite heats up as a result of the microwave irradiation, the blowing agent decomposes and forms gas bubbles which markedly reduce the adhesion of the building material, for example the adhesive. Unwanted damage can be excluded by a suitable choice of a decomposition temperature of the propellant. So it is advantageous to strive that the blowing agent decomposes only from a temperature of more than 100 ° C, since such a high temperature, the binder, ie the adhesive is not normally exposed.
Auch Gips erwärmt sich durch den Zusatz des zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoffes bei Mikrowellenbestrahlung, d. h. der Mikrowellen absorbierenden Stoff erwärmt sich und überträgt die Wärme auf den ihn umgebenden Gips. Auf diese Weise ist Hydratwasser des Gipses in einem erforderlichen Umfang austreibbar, so dass bei einem Verputz aus Gips die Haftung des Gipses auf dem Untergrund aufgehoben ist und der Verputz abfällt.Gypsum, too, heats up as a result of the addition of the at least one microwave-absorbing substance under microwave irradiation, ie. H. The microwave absorbing material heats up and transfers the heat to the surrounding plaster. In this way, water of hydration of gypsum is expelled to a required extent, so that in a plaster of plaster plaster the liability of the gypsum is suspended on the ground and the plaster falls off.
In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der Mikrowellen absorbierende Stoff in Form von magnetischen Partikeln vor, welche nur im Bereich eines statischen Magnetfeldes Mikrowellen in einer zur Zerstörung der Haftkraft ausreichenden Menge absorbieren. Auf diese Weise ist, um das Grenzflächenversagen, d. h. das Lösen der Verbindung zwischen den Bauteilen zu ermöglichen, zwingend ein statisches Magnetfeld im Bereich des Baustoffs erforderlich und zusätzlich die Mikrowellenbestrahlung, da erst bei Vorliegen des Magnetfeldes eine Absorption der Mikrowellen und dadurch eine Erwärmung des Baustoffs stattfindet.In an advantageous embodiment, the microwave-absorbing substance is in the form of magnetic particles which absorb microwaves in an amount sufficient to destroy the adhesive force only in the region of a static magnetic field. In this way, to reduce interface failure, i. H. to enable the release of the connection between the components, mandatory a static magnetic field in the region of the building material required and additionally the microwave irradiation, since only in the presence of the magnetic field absorption of the microwaves and thereby heating of the building material takes place.
Dieses so genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip ist insbesondere zur Anwendung bei tragenden Systemen geeignet, um ein ungewolltes Versagen einer Tragstruktur eines Bauwerks oder Gebäudes beispielsweise aufgrund einer fahrlässigen oder vorsätzlichen widerrechtlichen Mikrowellenbestrahlung zu verhindern. Auf diese Weise ist beispielsweise zu verhindern, dass ein Gebäude oder ein Bauwerk, zum Beispiel eine Brücke, allein aufgrund einer Bestrahlung mit Mikrowellen einstürzt. Dadurch ist eine erhöhte Sicherheit realisiert.This so-called key-lock principle is particularly suitable for use in load-bearing systems to prevent accidental failure of a support structure of a building or building, for example due to negligent or intentional unlawful microwave irradiation. In this way, for example, to prevent a building or a structure, for example, a bridge, collapsing solely due to microwave irradiation. As a result, increased security is realized.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen, wobei die Bauteile mittels eines Baustoffs, der zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff enthält, miteinander verbunden sind und/oder wobei der Baustoff, der zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff enthält, zwischen den Bauteilen angeordnet ist und/oder wobei zumindest eines der Bauteile aus dem Baustoff, der zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff enthält, gebildet ist, wird der Baustoff mit Mikrowellen bestrahlt, welche er absorbiert, wodurch er sich erwärmt und dabei seine Haftkraft zerstört wird. Als Baustoff ist zweckmäßigerweise der bereits beschriebene Baustoff verwendbar. In a method according to the invention for releasing interconnected components, wherein the components are connected to each other by means of a building material containing at least one microwave absorbing material, and / or wherein the building material containing at least one microwave absorbing substance is disposed between the components and / or wherein at least one of the components of the building material, which contains at least one microwave-absorbing substance is formed, the building material is irradiated with microwaves, which it absorbs, whereby it heats up and thereby its adhesive force is destroyed. As a building material, the already described building material is expediently usable.
Dabei kann die Bestrahlung direkt vor Ort oder beispielsweise in einer Recyclinganlage erfolgen.The irradiation can take place directly on site or, for example, in a recycling plant.
Durch die Bestrahlung mit Mikrowellen wird der Baustoff derart erwärmt, dass sich seine Eigenschaften verändern, d. h. dass er seine Festigkeit und/oder Haftkraft verliert. Aufgrund einer derartigen Veränderung der Haftungseigenschaften des Baustoffs kommt es, wenn der Baustoff mit einem Bauteil verbunden ist, zu einem Grenzflächenversagen, so dass sich die Verbindung löst. D. h. der Baustoff löst sich vom Bauteil ab und/oder miteinander mittels des Baustoffs verbundene Bauteile lösen sich voneinander. Dadurch ist eine vollständige und saubere Trennung von miteinander verbundenen Bauteilen erreichbar, wodurch ein sortenreines Recycling mit einer sehr hohen Wiederverwertungsquote erreichbar ist.By irradiation with microwaves, the building material is heated so that its properties change, d. H. that he loses his strength and / or adhesive power. Due to such a change in the adhesion properties of the building material, it comes when the building material is connected to a component, to an interface failure, so that dissolves the connection. Ie. the building material dissolves from the component and / or components connected to each other by means of the building material detach from each other. This makes it possible to achieve a complete and clean separation of interconnected components, whereby a sorted recycling with a very high recycling rate can be achieved.
Auf diese Weise lassen sich beispielsweise mit Mörtel oder Beton verbundene Steine oder Ziegel durch erwärmen des Mörtels bzw. Betons voneinander lösen, es lässt sich Verputz, beispielsweise Gipsputz, durch Erwärmen des Verputzes von einer Wand ablösen oder es lassen sich Fliesen durch Erwärmen eines Fliesenklebers von einer Wand ablösen. Auf diese Weise lassen sich des Weiteren auch Kompositmaterialien aufspalten. Derartige Kompositmaterialien sind aus mehreren Materialien zusammengesetzt. Bei diesen Kompositmaterialien ist ein Material, zweckmäßigerweise ein Bindemittel, der Baustoff, welcher den zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff aufweist. Die anderen Materialien des Kompositmaterials, beispielsweise Zuschlagstoffe, sind die mittels des Baustoffs, d. h. mittels des Bindemittels verbundenen Bauteile.In this way, for example, associated with mortar or concrete stones or bricks can be solved by heating the mortar or concrete from each other, it can be plaster, such as gypsum plaster, replace by heating the plaster from a wall or it can tiles by heating a tile adhesive of detach from a wall. In addition, composite materials can be split in this way. Such composite materials are composed of several materials. In these composite materials is a material, suitably a binder, the building material, which has the at least one microwave absorbing substance. The other materials of the composite material, such as aggregates, are the materials used by the building material, d. H. components connected by means of the binder.
So ist beispielsweise bei einem Zementstein mit Zuschlägen beispielsweise in Form von Kiesgestein der Zement das Bindemittel, d. h. der Baustoff, welcher den zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff aufweist. Die Zuschläge, d. h. das Kiesgestein sind die Bauteile, welche mittels des Bindemittels Zement verbunden sind. Durch die Mikrowellenbestrahlung ist das Bindemittel, d. h. der Zement derart erwärmbar, dass dessen Haftkraft nachlässt und es sich vom Kiesgestein ablöst. Dadurch ist ein Aufschluss des Kompositmaterials ermöglicht und die einzelnen Bestandteile des Kompositmaterials, insbesondere das Kiesgestein sind recyclebar.Thus, for example, in the case of a cement stone with aggregates, for example in the form of gravel, the cement is the binder, i. H. the building material, which has the at least one microwave absorbing substance. The surcharges, d. H. the gravel are the components which are connected by means of the binder cement. By microwave irradiation, the binder, i. H. the cement can be heated in such a way that its adhesive strength decreases and it separates from the gravel. As a result, a digestion of the composite material is made possible and the individual components of the composite material, in particular the gravel are recyclable.
Der Baustoff stellt dabei stets eine aktive Komponente dar, welche auf die Bestrahlung mit Mikrowellen reagiert, d. h. diese absorbiert, sich dadurch erwärmt und seine Eigenschaften verändert. Die verbundenen Bauteile, welche nicht aus dem Baustoff gebildet sind, sind passive Komponenten, d. h. sie absorbieren die Mikrowellen nicht oder nur sehr gering, so dass sie transparent für Mikrowellen sind und sich nicht erwärmen.The building material is always an active component, which responds to the irradiation with microwaves, d. H. it absorbs, heats up and changes its properties. The connected components, which are not formed from the building material, are passive components, i. H. they do not absorb the microwaves, or only very slightly, so they are transparent to microwaves and do not heat up.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Baustoff zusätzlich einem statischen Magnetfeld ausgesetzt, wobei der Baustoff erst bei Vorhandensein des statischen Magnetfeldes die Mikrowellen in einer zur Zerstörung der Haftkraft ausreichenden Menge absorbiert. Auf diese Weise ist, um das Grenzflächenversagen, d. h. das Lösen der Verbindung zwischen den Bauteilen zu ermöglichen, zwingend ein statisches Magnetfeld im Bereich des Baustoffs erforderlich und zusätzlich die Mikrowellenbestrahlung, da erst bei Vorliegen des Magnetfeldes eine Absorption der Mikrowellen und dadurch eine Erwärmung des Baustoffs stattfindet.In an advantageous embodiment, the building material is additionally exposed to a static magnetic field, wherein the building material absorbs the microwaves in an amount sufficient to destroy the adhesive force only in the presence of the static magnetic field. In this way, to reduce interface failure, i. H. to enable the release of the connection between the components, mandatory a static magnetic field in the region of the building material required and additionally the microwave irradiation, since only in the presence of the magnetic field absorption of the microwaves and thereby heating of the building material takes place.
Dieses so genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip ist wie bereits erwähnt, insbesondere zur Anwendung bei tragenden Systemen geeignet, um ein ungewolltes Versagen einer Tragstruktur eines Bauwerks oder Gebäudes beispielsweise aufgrund einer fahrlässigen oder vorsätzlichen widerrechtlichen Mikrowellenbestrahlung zu verhindern. Auf diese Weise ist beispielsweise zu verhindern, dass ein Gebäude oder ein Bauwerk, zum Beispiel eine Brücke, allein aufgrund einer Bestrahlung mit Mikrowellen einstürzt. Dadurch ist eine erhöhte Sicherheit realisiert.This so-called key-lock principle is, as already mentioned, particularly suitable for use in load-bearing systems in order to prevent an unwanted failure of a supporting structure of a building or building, for example, due to negligent or intentional unlawful microwave irradiation. In this way, for example, to prevent a building or a structure, for example, a bridge, collapsing solely due to microwave irradiation. As a result, increased security is realized.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen, wobei die Bauteile mittels eines Baustoffs, der zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff enthält, miteinander verbunden sind und/oder wobei der Baustoff, der zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff enthält, zwischen den Bauteilen angeordnet ist und/oder wobei zumindest eines der Bauteile aus dem Baustoff, der zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff enthält, gebildet ist, umfasst eine Mikrowellenabstrahlvorrichtung zur Bestrahlung des Baustoffs. Dabei ist die Vorrichtung vorzugsweise je nach Verwendungszweck als stationäre oder transportable Vorrichtung ausgebildet. Die stationäre Vorrichtung ist beispielsweise in einer Recyclinganlage einsetzbar, zu welcher zu trennender Bauschutt transportierbar ist. Die transportable Vorrichtung ist direkt vor Ort an einem teilweise oder vollständig abzureißenden oder zu sanierenden Gebäude einsetzbar.A device according to the invention for releasing interconnected components, wherein the components are connected to one another by means of a building material which contains at least one microwave-absorbing substance and / or wherein the building material containing at least one microwave-absorbing substance is arranged between the components and / / or wherein at least one of the components of the building material, which contains at least one microwave-absorbing substance is formed, comprises a Mikrowellenabstrahlvorrichtung for irradiation of the building material. The device is preferably designed depending on the purpose as a stationary or portable device. The stationary device can be used, for example, in a recycling plant to which building rubble to be separated can be transported. The portable device is directly on site at a partially or completely demolished or to be renovated building used.
Durch die Bestrahlung mit Mikrowellen ist der Baustoff derart erwärmbar, dass sich seine Eigenschaften verändern, d. h. dass er seine Festigkeit und Haftkraft verliert. Dadurch kommt es, wenn der Baustoff mit einem Bauteil verbunden ist, zu einem Grenzflächenversagen, so dass sich die Verbindung löst. D. h. der Baustoff löst sich vom Bauteil ab und/oder miteinander mittels des Baustoffs verbundene Bauteile lösen sich voneinander. Dadurch ist eine vollständige und saubere Trennung von miteinander verbundenen Bauteilen erreichbar, wodurch ein sortenreines Recycling mit einer sehr hohen Wiederverwertungsquote erreichbar ist.By irradiation with microwaves, the building material is heated so that its properties change, d. H. that he loses his strength and adhesion. As a result, when the building material is bonded to a component, there is an interface failure, so that the connection dissolves. Ie. the building material dissolves from the component and / or components connected to each other by means of the building material detach from each other. This makes it possible to achieve a complete and clean separation of interconnected components, whereby a sorted recycling with a very high recycling rate can be achieved.
Auf diese Weise lassen sich beispielsweise mit Mörtel oder Beton verbundene Steine oder Ziegel durch erwärmen des Mörtels bzw. Betons voneinander lösen, es lässt sich Verputz, beispielsweise Gipsputz, durch Erwärmen des Verputzes von einer Wand ablösen oder es lassen sich Fliesen durch Erwärmen eines Fliesenklebers von einer Wand ablösen. Auf diese Weise lassen sich des Weiteren auch Kompositmaterialien aufspalten. Derartige Kompositmaterialien sind aus mehreren Materialien zusammengesetzt. Bei diesen Kompositmaterialien ist ein Material, zweckmäßigerweise ein Bindemittel, der Baustoff, welcher den zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff aufweist. Die anderen Materialien des Kompositmaterials, beispielsweise Zuschlagstoffe, sind die mittels des Baustoffs, d. h. mittels des Bindemittels verbundenen Bauteile.In this way, for example, associated with mortar or concrete stones or bricks can be solved by heating the mortar or concrete from each other, it can be plaster, such as gypsum plaster, replace by heating the plaster from a wall or it can tiles by heating a tile adhesive of detach from a wall. In addition, composite materials can be split in this way. Such composite materials are composed of several materials. In these composite materials is a material, suitably a binder, the building material, which has the at least one microwave absorbing substance. The other materials of the composite material, such as aggregates, are the materials used by the building material, d. H. components connected by means of the binder.
So ist beispielsweise bei einem Zementstein mit Zuschlägen beispielsweise in Form von Kiesgestein der Zement das Bindemittel, d. h. der Baustoff, welcher den zumindest einen Mikrowellen absorbierenden Stoff aufweist. Die Zuschläge, d. h. das Kiesgestein sind die Bauteile, welche mittels des Bindemittels Zement verbunden sind. Durch die Mikrowellenbestrahlung ist das Bindemittel, d. h. der Zement derart erwärmbar, dass dessen Haftkraft nachlässt und es sich vom Kiesgestein ablöst. Dadurch ist ein Aufschluss des Kompositmaterials ermöglicht und die einzelnen Bestandteile des Kompositmaterials, insbesondere das Kiesgestein sind recyclebar.Thus, for example, in the case of a cement stone with aggregates, for example in the form of gravel, the cement is the binder, i. H. the building material, which has the at least one microwave absorbing substance. The surcharges, d. H. the gravel are the components which are connected by means of the binder cement. By microwave irradiation, the binder, i. H. the cement can be heated in such a way that its adhesive strength decreases and it separates from the gravel. As a result, a digestion of the composite material is made possible and the individual components of the composite material, in particular the gravel are recyclable.
Der Baustoff stellt dabei stets eine aktive Komponente dar, welche auf die Bestrahlung mit Mikrowellen reagiert, d. h. diese absorbiert, sich dadurch erwärmt und seine Eigenschaften verändert. Die verbundenen Bauteile, welche nicht aus dem Baustoff gebildet sind, sind passive Komponenten, d. h. sie absorbieren die Mikrowellen nicht oder nur sehr gering, so dass sie transparent für Mikrowellen sind und sich nicht erwärmen.The building material is always an active component, which responds to the irradiation with microwaves, d. H. it absorbs, heats up and changes its properties. The connected components, which are not formed from the building material, are passive components, i. H. they do not absorb the microwaves, or only very slightly, so they are transparent to microwaves and do not heat up.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes im Bereich des Baustoffs. Ist der Baustoff derart ausgebildet, dass er erst beim Vorliegen des statischen Magnetfeldes die Mikrowellen in einer zur Zerstörung seiner Haftkraft ausreichenden Menge absorbiert und sich dadurch erwärmt, ist, um das Grenzflächenversagen, d. h. das Lösen der Verbindung zwischen den Bauteilen zu ermöglichen, zwingend sowohl das statische Magnetfeld im Bereich des Baustoffs als auch die Mikrowellenbestrahlung erforderlich.In an advantageous embodiment, the device comprises a magnetic field generating device for generating a static magnetic field in the region of the building material. If the building material is designed in such a way that it only absorbs the microwaves in a quantity sufficient to destroy its adhesive force when the static magnetic field is present, and heats up as a result, then in order to prevent the interface failure, ie. H. To enable the release of the connection between the components, mandatory both the static magnetic field in the field of building material and the microwave irradiation required.
Dieses so genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip, welches die so genannte Zyklotronresonanz magnetischer Partikel bei gleichzeitigem Vorhandensein eines statischen Magnetfeldes und einer Mikrowellenbestrahlung nutzt, ist wie bereits erwähnt, insbesondere zur Anwendung bei tragenden Systemen geeignet, um ein ungewolltes Versagen einer Tragstruktur eines Bauwerks oder Gebäudes beispielsweise aufgrund einer fahrlässigen oder vorsätzlichen widerrechtlichen Mikrowellenbestrahlung zu verhindern. Auf diese Weise ist beispielsweise zu verhindern, dass ein Gebäude oder ein Bauwerk, zum Beispiel eine Brücke, allein aufgrund einer Bestrahlung mit Mikrowellen einstürzt. Dadurch ist eine erhöhte Sicherheit realisiert.This so-called key-lock principle, which uses the so-called cyclotron resonance of magnetic particles in the simultaneous presence of a static magnetic field and a microwave irradiation is, as already mentioned, particularly suitable for use in load-bearing systems to an unwanted failure of a support structure of a building or building for example, due to negligent or intentional unlawful microwave irradiation. In this way, for example, to prevent a building or a structure, for example, a bridge, collapsing solely due to microwave irradiation. As a result, increased security is realized.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
Darin zeigen:Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Diese Bauteile B1, B2 und der dazwischen angeordnete Baustoff BS werden im Verfahren zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen B1, B2 mittels einer entsprechenden Vorrichtung V zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen B1, B2 mit Mikrowellen MW bestrahlt, wobei die Vorrichtung V eine Mikrowellenabstrahlvorrichtung MA aufweist. Dabei stellen das Mauerwerk und insbesondere die Fliesen passive Komponenten dar, d. h. sie absorbieren keine oder nur wenig Mikrowellen MW und erwärmen sich daher nicht. Der Baustoff BS zwischen Fliesen und Mauerwerk, d. h. der mineralische Kleber mit dem Mikrowellen MW absorbierenden Stoff MS stellt eine aktive Komponente dar, d. h. er ist derart erwärmbar, dass sich seine Eigenschaften verändern und er seine Festigkeit und Haftkraft verliert.These components B1, B2 and the building material BS arranged therebetween are irradiated with microwave MW in the method for releasing interconnected components B1, B2 by means of a corresponding device V for releasing interconnected components B1, B2, the apparatus V having a microwave emitting device MA , Here are the masonry and tiles in particular passive components, d. H. they absorb no or only little microwave MW and therefore do not heat up. The building material BS between tiles and masonry, d. H. the mineral adhesive with the microwave MW absorbing material MS represents an active component, i. H. it is so warmable that its properties change and it loses its strength and adhesion.
Dadurch kommt es zu einem Grenzflächenversagen, so dass sich die Verbindung löst. D. h. der Baustoff BS löst sich von den Fliesen und/oder vom Mauerwerk ab, so dass sich die Fliesen vom Mauerwerk lösen. Diese können dann beispielsweise von Hand vom Mauerwerk abgenommen werden. Dadurch ist eine vollständige und saubere Trennung der Fliesen vom Mauerwerk erreicht, wodurch ein sortenreines Recycling mit einer sehr hohen Wiederverwertungsquote erzielbar ist.This leads to an interface failure, so that the connection dissolves. Ie. the building material BS separates from the tiles and / or the masonry, so that the tiles come off the masonry. These can then be removed, for example, by hand from the masonry. As a result, a complete and clean separation of the tiles is achieved by the masonry, whereby a pure sort of recycling with a very high recycling rate can be achieved.
Weist der Baustoff BS, d. h. der Kleber beispielsweise Blähgraphit auf, d. h. Graphit, dem ein Treibmittel beigemischt ist, so erhitzt sich der Graphit aufgrund der Mikrowellenbestrahlung und das Treibmittel zersetzt sich und bildet Gasblasen, welche die Haftung des Baustoffs BS, beispielsweise des Klebers deutlich reduzieren. Ungewollte Schäden sind dabei durch eine geeignete Wahl einer Zersetzungstemperatur des Treibmittels ausschließbar. So ist vorteilhafterweise anzustreben, dass sich das Treibmittel erst ab einer Temperatur von mehr als 100°C zersetzt, da einer so hohen Temperatur der Kleber normalerweise nicht ausgesetzt ist.The building material BS, d. H. the adhesive, for example, expandable graphite, d. H. Graphite, which is mixed with a blowing agent, so the graphite heats up due to the microwave irradiation and the blowing agent decomposes and forms gas bubbles, which significantly reduce the adhesion of the building material BS, for example, the adhesive. Unwanted damage can be excluded by a suitable choice of a decomposition temperature of the propellant. So it is advantageous to strive that the blowing agent decomposes only from a temperature of more than 100 ° C, since such a high temperature of the adhesive is not normally exposed.
Alternativ zum Einsatz des mit dem Mikrowellen MW absorbierenden Stoff MS versetzten Klebers ist auch ein nicht näher dargestellter mit dem Mikrowellen MW absorbierenden Stoff MS versetzter Haftanstrich als Baustoff BS auf das Mauerwerk und/oder auf eine Rückseite der Fliesen aufbringbar. In diesem Fall weist der Baustoff BS einen vorgegebenen Anteil des Mikrowellen MW absorbierenden Stoffes MS von bevorzugt bis zu 20 Masseprozent des flüssigen Haftanstrichs auf. Auf diese Weise sind die Fliesen mit einem herkömmlichen Fliesenkleber am Mauerwerk zu befestigen. In diesem Fall wird durch die Mikrowellen MW der Haftanstrich erwärmt, welcher dadurch entweder selbst seine Eigenschaften verändert und sich vom Mauerwerk oder den Fliesen ablöst, wodurch der Kleber ebenfalls abgelöst wird, oder er überträgt die Wärme auf den Kleber, wodurch dieser seine Eigenschaften, d. h. seine Haftkraft und Festigkeit verändert und sich ablöst. Auch dadurch sind die Fliesen auf einfache und effektive Weise vom Mauerwerk zu entfernen.As an alternative to the use of the microwave MW absorbing substance MS offset adhesive is also not shown with the microwave MW absorbing substance MS staggered adhesive coating as building material BS applied to the masonry and / or on a back of the tiles. In this case, the building material BS has a predetermined proportion of the microwave MW absorbing substance MS of preferably up to 20 percent by mass of the liquid adhesive coating. In this way, the tiles are to be attached to the masonry with a conventional tile adhesive. In this case, the microwaves MW heat the adhesive coating which thereby either changes its properties itself and peels away from the masonry or tiles, which also dissipates the adhesive, or transfers the heat to the adhesive, causing it to lose its properties, e.g. , H. its adhesion and strength changed and detached. This also allows the tiles to be removed in a simple and effective way from the masonry.
Der Gipsputz, d. h. das zweite Bauteil B2 selbst ist in diesem Fall die aktive Komponente, d. h. der Gipsputz ist der Baustoff BS, welchem der Mikrowellen MW absorbierende Stoff MS zugesetzt ist. Durch die Mikrowellenbestrahlung und die Erwärmung des Gipsputzes wird Hydratwasser des Gipsputzes in einem erforderlichen Umfang ausgetrieben, so dass die Haftung auf dem Untergrund, d. h. auf dem Mauerwerk bzw. auf den ersten Bauteilen B1 aufgehoben wird und der Verputz abfällt.The gypsum plaster, d. H. the second component B2 itself is in this case the active component, i. H. the gypsum plaster is the building material BS, to which the microwave MW absorbing substance MS is added. Due to the microwave irradiation and the heating of the gypsum plaster, water of hydration of gypsum plaster is expelled to a required extent, so that the adhesion to the substrate, d. H. is lifted on the masonry or on the first components B1 and the plaster drops.
Sowohl die in
Die
Auf diese Weise ist, um das Grenzflächenversagen, d. h. das Lösen der Verbindung zwischen den Bauteilen B1 bis Bn zu ermöglichen, zwingend ein statisches Magnetfeld MF im Bereich des Baustoffs BS erforderlich und zusätzlich die Mikrowellenbestrahlung, da erst bei Vorliegen des Magnetfeldes MF eine Absorption der Mikrowellen MW und dadurch eine Erwärmung des Baustoffs BS stattfindet. Durch dieses so genannte Schlüssel-Schloss-Prinzip ist eine erhöhte Sicherheit realisiert.In this way, to reduce interface failure, i. H. to enable the release of the connection between the components B1 to Bn, mandatory a static magnetic field MF in the field of building material BS required and additionally the microwave irradiation, since only in the presence of the magnetic field MF absorption of the microwave MW and thereby a heating of the building material BS takes place. Through this so-called key-lock principle increased security is realized.
In
In
Um die Mikrowellenbestrahlung in Verbindung mit dem statischen Magnetfeld MF zu realisieren, ist eine Vorrichtung V erforderlich, welche neben der Mikrowellenabstrahlvorrichtung MA zur Bestrahlung des Baustoffs BS eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung ME zur Erzeugung des statischen Magnetfeldes MF im Bereich des Baustoffs BS aufweist.In order to realize the microwave irradiation in conjunction with the static magnetic field MF, a device V is required, which in addition to the Mikrowellenabstrahlvorrichtung MA for irradiation of the building material BS has a magnetic field generating device ME for generating the static magnetic field MF in the region of the building material BS.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title | 
|---|---|---|---|
| DE201010022287DE102010022287A1 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Building material e.g. binder for connecting components e.g. gravel rock, comprises a predetermined portion of a microwave-absorbing material that is present in the form of magnetic particles that absorb microwaves in static magnetic field | 
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title | 
|---|---|---|---|
| DE201010022287DE102010022287A1 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Building material e.g. binder for connecting components e.g. gravel rock, comprises a predetermined portion of a microwave-absorbing material that is present in the form of magnetic particles that absorb microwaves in static magnetic field | 
| Publication Number | Publication Date | 
|---|---|
| DE102010022287A1true DE102010022287A1 (en) | 2011-12-01 | 
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date | 
|---|---|---|---|
| DE201010022287CeasedDE102010022287A1 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Building material e.g. binder for connecting components e.g. gravel rock, comprises a predetermined portion of a microwave-absorbing material that is present in the form of magnetic particles that absorb microwaves in static magnetic field | 
| Country | Link | 
|---|---|
| DE (1) | DE102010022287A1 (en) | 
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title | 
|---|---|---|---|---|
| DE2836252C3 (en)* | 1977-08-19 | 1981-05-14 | Raytheon Co., 02173 Lexington, Mass. | Microwave heating device | 
| DE10122473A1 (en)* | 2001-05-09 | 2002-11-28 | Colfirmit Rajasil Gmbh & Co Kg | Electromagnetic absorber granulate used in production of shielding devices consists of highly porous glass and/or ceramic granulate coated or filled with ferrite and/or electrically conducting material | 
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title | 
|---|---|---|---|---|
| DE2836252C3 (en)* | 1977-08-19 | 1981-05-14 | Raytheon Co., 02173 Lexington, Mass. | Microwave heating device | 
| DE10122473A1 (en)* | 2001-05-09 | 2002-11-28 | Colfirmit Rajasil Gmbh & Co Kg | Electromagnetic absorber granulate used in production of shielding devices consists of highly porous glass and/or ceramic granulate coated or filled with ferrite and/or electrically conducting material | 
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| DE102010022287A1 (en) | Building material e.g. binder for connecting components e.g. gravel rock, comprises a predetermined portion of a microwave-absorbing material that is present in the form of magnetic particles that absorb microwaves in static magnetic field | |
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| Date | Code | Title | Description | 
|---|---|---|---|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final | Effective date:20140523 |