AT503801B1

AT503801B1 - Leichtbetone bzw. mineralstoffe sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: AT503801B1
Application number: AT0087106A
Authority: AT
Inventors: Manfred Sterrer; Petra Sterrer; Maria Theresia Strobl
Original assignee: Manfred Sterrer
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-01-15
Also published as: AT503801A4; WO2007134349A1

Description

2 AT 503 801 B1

Die vorliegende Erfindung betrifft Leichtbetone bzw. Mineralschäume sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.

Als Leichtbeton werden allgemein Betonarten bezeichnet, deren Trockenrohdichte (Raumgewicht) weniger als 2000 kg/m3 beträgt (DIN 1045). Eine untere Grenze ist nicht vorgeschrieben, sie liegt bei den derzeit im Handel befindlichen Produkten bei etwa 350 kg/m3. Diese große Spannbreite ergibt sich durch unterschiedliche Herstellung, unterschiedliche Leichtbetonzuschlagstoffe (nach DIN EN 13055 jetzt „Leichte Gesteinskörnungen" genannt) und die Gefügeart des Leichtbetons. Dabei unterscheidet man prinzipiell drei Arten von Leichtbeton: 1. Gefügedichter Leichtbeton mit Kornporosität

Die Mischungszusammensetzung von gefügedichtem Leichtbeton entspricht der von Beton, jedoch werden Blähton oder Blähschiefer als Blähzuschläge verwendet. Die Hohlräume zwischen dem Zuschlag sind mit Zementleim gefüllt, je nach Zuschlag wird eine Rohdichte zwischen 600 und 2000 kg/m3 erreicht. Auch die Festigkeit kann je nach Zuschlagauswahl und Zementleim- bzw. Zementsteinqualität die von normalem Beton erreichen, sodass gefügedichter Leichtbeton sogar bei Brücken und Off-Shore-Bauwerken Anwendung findet. Im Vergleich zu den beim Normalbeton üblichen, sehr festen Zuschlägen wie Kies und Sand hat der Blähzuschlag beim gefügedichten Leichtbeton eine geringere Festigkeit, je nach Korngröße möglicherweise sogar geringer als die des Zementsteins. Ein leichter, gefügedichter Leichtbeton kann nur niedrige Festigkeiten erreichen, für hohe Festigkeiten müssen Rohdichten im oberen Bereich der Bandbreite vorgesehen werden. Bei der Verarbeitung ist zu berücksichtigen, dass die Blähzuschläge Wasser aufsaugen, weiters ist die Konsistenz des Leichtbetons plastisch einzustellen, denn zu weicher Leichtbeton neigt zu Entmischungen. Stabilisierende Betonzusatzmittel sind empfehlenswert. 2. Haufwerkporiger Leichtbeton mit porigen Zuschlägen

Bei diesem Leichtbeton wird der Zuschlag so ausgewählt, dass zwischen den Körnern möglichst viel Hohlraum entsteht. Die Zuschlagskörner werden dabei nur umhüllt und punktweise verkittet, das Ergebnis nennt der Fachmann „Beton mit Haufwerkporosität“ oder Einkornbeton. Als Zuschläge kommen insbesondere Blähzuschläge und Bims in Frage. Der haufwerkporige Leichtbeton hat eine Steinrohdichte von etwa 400 kg/m3. Zusammen mit neuentwickelten Leichtmörteln und optimierter Kammer- bzw. Schlitzanordnung können mit haufwerkporigem Leichtbeton sogar die Wärmeleitzahlen von Holz erreicht oder sogar unterboten werden, nämlich 0,09 W/mK. Haufwerkporiger Leichtbeton findet Anwendung in Form von Fertigteilen und Mauersteinen, Wandplatten für leichte Trennwände oder Stahlbetondielen für Dach- und Deckenplatten. Die Festigkeit von haufwerkporigem Leichtbeton liegt im Bereich von 2 bis 20 N/mm2 und ist, wie beim gefügedichten Leichtbeton, abhängig von der Rohdichte. 3. Porenbeton

Porenbeton hat eine geschlossenzellige Struktur mit Poren von 0,5 bis 1,5 mm Größe und besteht aus bis zu 80 % seines Volumens aus Luft und zu etwa 20 % aus Feststoffen. Er wird unbewehrt, z.B. für Mauersteine, oder bewehrt, z.B. für Wandtafeln und Deckenplatten, hergestellt. Seine wichtigsten Ausgangsstoffe sind feingemahlener Quarzsand, Branntkalk und/oder Zement, Wasser und ein Porosierungsmittel, z.B. Aluminiumpulver oder -paste. Die Bewehrung besteht aus korrosionsgeschützten Betonstahlmatten. Zur Herstellung von Porenbeton wird das Rohstoffgemisch zuerst in Formen gegossen. Durch Reaktion des Porosierungsmittels mit Kalk und Wasser entsteht in einem entsprechend alkalischen Medium Wasserstoff, der die Porenbildung bewirkt. Nach dem Ansteifen kann der Rohblock mit Stahldrähten geschnitten werden. Es folgt eine Dampfhärtung von 6 bis 12 Stunden in Autoklaven (Härtekesseln) bei 190 °C und einem Druck von 12 bar. Danach sind die Bauteile einsatzbereit. Sie bieten dem Verwender eine gute Kombination von Rohdichte (350 bis 1000 kg/m3), üblicherweise im Bereich von etwa 3 AT 503 801 B1 400 - 600 kg/m3, Festigkeit (2 bis 6 N/mm2) und Wärmeleitfähigkeit (ab 0,11 W/mK).

Als Porenbeton ist auch lufterhärtender Porenbeton (Schaumbeton) bekannt. Dieser Beton kann auf der Baustelle hergestellt werden, wobei in einem Schaumgerät aus einem Schaumbildner und Wasser Schaum erzeugt wird, der dann einem Mörtel oder feinkörnigen Beton zugemischt wird. Je nach Verwendungszweck des Porenleichtbetons werden dichte oder porige Zuschläge eingesetzt. Schaumbeton wird in fließfähiger Konsistenz hergestellt und u.a. für wärmedämmende Bauteile, für leichte Ausgleichsschichten, für Verfüllungen von Hohlräumen aller Art bis hin zu Stollen und Tanks oder für Trag- und Sauberkeitsschichten eingesetzt. Schaumbeton weist üblicherweise Rohdichten im Bereich von etwa 400 bis 1000 kg/m3 auf, bei Rohdichten von 400 kg/m3 ist Schaumbeton jedoch extrem instabil.

Die DE 40 40 180 A1 betrifft unter anderem eine Formmasse zur Herstellung eines festen Schaumprodukts mit einer anorganischen, steinbildenden Komponente, einer wasserhaltigen zweiten Komponente (z.B. Alkalisilikatlösung) sowie einer schaumbildenden Komponente, wobei eine oberflächenaktive, amphiphile Substanz, also Emulgatoren oder Tenside, zugesetzt wird bzw. werden. Als anorganische, steinbildende Komponente wird ein mit einer Alkalisilikatlösung in exothermer Reaktion aushärtender Feststoff eingesetzt, z.B. amorphes Alumosilikat, als Verschäumungsmittel werden Peroxide geoffenbart.

Aus der DE 100 11 757 A1 ist eine anorganische Formmasse ähnlich der DE 40 40 180 A1 bekannt, welche zu einem geschäumten Formkörper verarbeitet werden kann. Als anorganische, steinbildende Komponente wird in der DE 100 11 757 A1 thermisch aktivierter Ton vorgeschlagen.

Die DE 197 08 779 A1 schließlich offenbart einen bindemittelgebundenen Ziegelleichtschaum mit vorzugsweise 20 - 60 Gew.-% Bindemittel, wie z.B. Zement. Als Schaummittel werden anionische Tenside bevorzugt. Der fertige Ziegelleichtschaum weist einen Luftporengehalt von 25 - 80 Vol.-% auf.

Die DE 572 259 C offenbart porös-blasige Massen, welche ein Raumgewicht von zwischen etwa 800 kg/m3 und etwa 250 kg/m3 aufweisen. Das geringste Raumgewicht von etwa 250 kg/m3 wird mit Gips als Bindemittel erreicht. Wasserstoffperoxid wird mit einer Konzentration von 6 % verwendet.

In der DE 197 49 350 A1 weist die Probe mit dem höchsten Gehalt an Wasserstoffperoxidad-dukt eine Rohdichte von 1.510 kg/m3 auf und die JP 49053620 A offenbart ein Leichtzementprodukt mit einer Rohdichte von 700 kg/m3. In der JP 49053620 A wird Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration von 60 % verwendet, welcher ein starkes Oxidationsmittel darstellt, brandfördernd ist und heftig mit brennbaren und reduzierenden Stoffen reagiert. Bei Verwendung von Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration von 60 % besteht erhöhte Feuergefahr sowie Feuer- und Explosionsgefahr bei Kontakt mit Hitze.

Allgemein weisen die oberwähnten Produkte des Standes der Technik die Nachteile auf, dass einerseits die Aushärtung im Autoklaven energieaufwändig bzw. andererseits bei Umgebungsdruck und -temperatur das Ausmaß und der Zeitpunkt des Aufschäumens stark pH-abhängig ist, wobei der pH von der Zusammensetzung (d.h. pH-Wert und Menge der einzelnen Komponenten) der Formmasse abhängt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass es bisher nicht möglich war ein geeignetes System zu finden, welches unabhängig vom pH-Wert der Formmasse ein kontrollierbares Expandieren der Formmasse zu einem geschäumten Formkörper ermöglicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein unter normalen Umgebungsbedingungen durchführbares Verfahren zur Herstellung eines Mineralschaums mit einer Rohdichte von 80 bis 200 kg/m3 zur Verfügung zu stellen, bei welchem Verfahren das Treibmittel kontrolliert auf- 4 AT 503 801 B1 schäumt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine wässrige gießfähige Mineralaufschlämmung umfassend ein Bindemittel, Tensid(e) und als Treibmittel Wasserstoffperoxid in einer Konzentration von 15 bis 35 %, mittels Zugabe geeigneter Beschleuniger ausgewählt aus der Gruppe umfassend Oxidationsmittel, wie Kaliumpermanganat, Katalysatoren, wie Braunstein, Eisenoxid Fe304 oder Silber und Enzyme, wie Katalase, und Mischungen aus ein oder mehreren dieser Bestandteile, zum kontrollierten Aufschäumen veranlasst wird, wodurch die Mineralaufschlämmung zum Mineralschaum mit der gewünschten Rohdichte expandiert. Erst durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich z.B. einen Mineralschaum mit einer Rohdichte von unter 200 kg/m3, nämlich bis 80 kg/m, herzustellen. Bisher - also ohne Verwendung eines Beschleunigers - war es lediglich möglich einen Mineralschaum mit einer Rohdichte von bis 250 kg/m3 herzustellen. Durch die Verwendung des Beschleunigers kommt es ohne nennenswerte Temperaturveränderung der Formmasse zu einem raschen Aufschäumen und Stabilisieren des Mineralschaums bei gleichmäßiger Porenbildung, während bei Produkten des Standes der Technik die Wärmetönung des Aufschäumens die Porengröße lokal stark beeinflusst und eine gleichmäßige Porenbildung nicht erzielt werden kann. Durch die vorliegende Erfindung ist es auch erstmals möglich einen Mineralschaum mit z.B. inhomogenem Aufbau zur Verfügung zu stellen, indem der Beschleuniger örtlich in höherer Konzentration vorgesehen wird, sodass an diesen Stellen dann ein stärkeres Aufschäumen (Expandieren) der Formmasse erfolgt als an anderen Stellen. Die Zugabe des Beschleunigers kann dabei zur trockenen Formmasse vorgesehen werden, speziell wenn ein (trockenes) Treibmittel auf Basis einer peroxidbildenden anorganischen Verbindung verwendet wird. In diesem Fall bildet sich dann bei Zugabe von Wasser aus der peroxidbildenden anorganischen Verbindung Wasserstoffperoxid, welches durch den Beschleuniger rasch in Wasser und Sauerstoff zerlegt wird, wodurch das Aufschäumen erfolgt.

Besonders bevorzugt weist die Mineralaufschlämmung Wasser in einer Menge von 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, auf. Für herkömmliche Betonmischungen werden Wasser/Zement-Verhältnisse (W/Z) von etwa 0,35 empfohlen, während beim erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt Wasser/Bindemittel-Verhältnisse von etwa 0,45 bis 0,95 zum Einsatz kommen. Durch diesen hohen Wasseranteil wird das Mischen der trockenen Komponenten stark vereinfacht und beschleunigt. Wenn bei herkömmlichen Betonmischungen Wasser/Zement-Verhältnisse von mehr als 0,5 verwendet werden, kommt es zu ungewollter und unkontrollierter Porenbildung, wodurch die Festigkeit des Betons leidet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Mineralaufschlämmung das Bindemittel in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, auf, besonders bevorzugt 40 - 50 Gew.-%. Bei Verwendung eines Bindemittels in einer Menge von unter 20 Gew.-% kann keine tragfähige Struktur mehr gebildet werden, die Verwendung eines Bindemittels in einer Menge von mehr als 80 Gew.-% ist nicht möglich.

Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Mineralaufschlämmung ein Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend hydraulische Bindemittel wie Zementarten gern. EN 197, Sonderzemente, Tonerdezemente und dgl.; Nicht-Hydraulische Bindemittel, wie Gips, Lehm und dgl.; Puzzolane, z.B. natürliche Puzzolane wie Trass, Puzzolanerde, Kieselgur, kieselsäurehaltige Sedimente und dgl. oder künstliche Puzzolane, wie Flugasche, Glasstaub, Mikrosilika, 51 Stoffe und dgl. und/oder Alkali-aktivierte Silikate sowie Kombinationen derartiger Bindemittel. Günstig ist, wenn der bzw. die Beschleuniger in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-% zugegeben werden. Die Menge an Beschleuniger steuert den Zeitpunkt des Einsetzens der Zersetzung des Treibmittels, die Zersetzungsgeschwindigkeit des Treibmittels und damit die Schäumungshöhe (Expansion) und Schäumungsgeschwindigkeit. Die aus der Zersetzung resultierende Wärmeentwicklung erfolgt erst zeitverzögert, wodurch es zu einer gleichmäßigen Porenbildung kommt. Durch den späten Zeitpunkt der Wärmeentwicklung kann diese dann zur Gänze für die Härtung herangezogen werden und beeinflusst die Porenbildung nicht mehr. 5 AT 503 801 B1

Weiter ist günstig, wenn das Treibmittel in der Mineralaufschlämmung in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, vorhanden ist. Die Auswahl von Menge und Konzentration des Treibmittels sowie Menge und Konzentration des Beschleunigers hängt dabei von dem gewünschten Ausmaß und Zeitpunkt des Aufschäumens ab, bei höheren Konzentrationen und Mengen an Wasserstoffperoxid (etwa 15 bis 35 % und 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse) erfolgt bei großen Mengen an Beschleuniger ein rasches und heftiges Aufschäumen unter Bildung großer Poren, geringere Konzentrationen und Mengen an Wasserstoffperoxid (etwa 2 bis 7 % und 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse) und kleine Mengen an Beschleuniger resultieren in langsamen Aufschäumen und sehr feinen Poren.

Besonders bevorzugt sind die Tenside zur Steuerung der Oberflächenspannung ausgewählt aus der Gruppe umfassend anionische Tenside, natürliche Tenside (Saponine) und Mischungen hievon. Weiters können über die Menge der Tensidzugabe, vorzugsweise zwischen 0,002 und 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, hydrophobe Eigenschaften des Mineralschaums sowie auch seine Porengröße eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Mineralaufschlämmung Stabilisatoren auf, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Stärkeetherderivate, Polysaccharide, Dispersionspolymere, PVA und rheologische Additive, insbesondere Gelatine, Cellulose, Wasserglas und dergleichen. Dabei ist günstig, wenn die Stabilisatoren in einer Menge von 0,01 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, vorliegen.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Mineralaufschlämmung Zuschlagstoffe, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silikate, wie z.B. Aluminium-, Magnesium-, Zirkon- und Kalziumsilikat, Siliziumdioxid, Quarz, Kieselsäure, sowie synthetische Stoffe, wie z.B. Oxide oder Zeolithe, sowie Hydroxide, Carbonate, div. Alkali- und Sulfatverbindungen bzw. Mischungen hievon. Mit diesen Stoffen können die Eigenschaften des Mineralschaums, wie z.B. Zug-, Druck-, Biege-, Abscherfestigkeiten, weiters Abriebfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Dampfdiffusion, Wasserbeständigkeit, Hydrophobierung, sowie Reflexion und Absorption von thermischer, optischer und elektromagnetischer Strahlung beeinflusst werden. Auch Oxidfarben können als Zuschlagstoffe (zum Färben des Mineralschaums) verwendet werden. Diese Zuschlagstoffe können einzeln oder als Kombination eingesetzt werden, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mineralaufschlämmung wird beispielsweise das Bindemittel mit weiteren Trockenstoffkomponenten (Zuschlagstoffe) zur Einstellung von chemischen und physikalischen Eigenschaften, sowie mit dem bzw. den Beschleunigern), vermengt. Die Trockenstoffe, Wasser, Tenside und Stabilisatoren werden zu einer dünnflüssigen gießfähigen Mineralaufschlämmung (= flüssige und feste Stoffe vermengt) verrührt und nach Zugabe des bzw. der Treibmittel und der Beschleuniger in Formen gefüllt. Nach der Vermengung mit dem Treibmittel setzt dann der Schäumungsprozess ein. Alternativ kann bei Verwendung eines (trockenes) Treibmittel auf Basis einer peroxidbildenden anorganischen Verbindung, wie z.B. Natriumperborat, auch eine komplette Trockenmischung hergestellt werden, welche erst nach Zugabe von Wasser aufschäumt. Die resultierende Rohdichte, welche unter anderen den Wärmeleitwert bestimmt, und die Schäumungsgeschwindigkeit, welche im Zusammenhang mit der Härtegeschwindigkeit die Porenstruktur und die Verarbeitungseigenschaften des fertigen Mineralschaums bestimmt, kann durch Variation von Art und Menge der Treibmittel und der Beschleuniger in einem weiten Bereich unabhängig von Umgebungs- und Stofftemperaturen, eingestellt werden. Die erweiterte Temperaturunabhängigkeit ermöglicht die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Mineralaufschlämmung außerhalb industrieller Anlagen.

Die Menge an zugesetzten Tensiden, die Treibmittel- und Beschleunigermenge in Abstimmung mit den Temperaturen, sowie die Korngrößenverteilung der festen Zuschlagstoffe, bestimmt im Wesentlichen den Schäumungsfaktor und die Porengröße, welche einen wesentlichen Einfluss 6 AT 503 801 B1 auf den Wärmedurchgang hat. Über die Einstellung der Parameter Tensidmenge und -Zusammensetzung, Härtegeschwindigkeit sowie Beschleuniger- und Treibmittelmenge können wahlweise offenporige oder geschlossenporige Strukturen hergestellt werden. Große Porendichte und kleine Porengröße sind dabei für Applikationen im Bereich der Wärmedämmung wünschenswert, insbesondere eine Porengröße von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm, mit einer Porendichte bis 95 %, für tragende Elemente hat sich andererseits eine Porengröße von 1 bis 3 mm und eine Porendichte von 50-60 % bewährt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Mineralschaums liegen unter anderem in seiner besseren chemischen Beständigkeit gegenüber sulfathältigeren Produkten (d.h. einer verringerten Eluatneigung) sowie seiner biologischen Beständigkeit und seinem Korrosionsschutz. Aufgrund des möglichen hohen Zementanteils als Bindemittel ist ein hohes alkalisches Potential möglich und somit eine hohe biologische Beständigkeit (z.B. gegen Pilzbefall) gegeben, außerdem ermöglicht der erfindungsgemäße Mineralschaum die Verwendung von ungeschützten Stahlbewehrungen im Schaum. Ein weiterer Vorteil liegt in der Materialersparnis gegenüber normalem Beton. Für tragende Bauteile wird üblicherweise eine Betonzusammensetzung wie folgt eingesetzt: 300 kg Zement 150 kg Wasser 550 kg Zuschlagsstoffe (Schotter, Sand)

Bei einer angenommenen Dichte des Betons von zwischen etwa 2,2 und 2,5 ergeben diese 1000 kg etwa 450 I Beton. Ein erfindungsgemäß hergestellter Mineralschaum erzielt eine geringere Druckfestigkeit von ca. 20 N/mm2 gegenüber einer Betondruckfestigkeit von mind. 70 N/mm2, dieser setzt sich beispielsweise wie folgt zusammen: 450 kg Zement 220 kg Wasser 3,5 kg H202 (35%ig) 14 kg Mn02 (Braunstein) 30 kg Tenside

Bei einer angenommenen Dichte (feucht 1,4 kg/dm3, trocken 1,15 kg/dm3) dieses Mineralschaums von etwa 1,3 und einer Schäumung von 50 % ergeben diese ca. 720 kg etwa 830 I Mineralschaum, also mehr als das zweieinhalbfache Volumen als normaler Beton. Umgerechnet auf das nötige Transportvolumen kann ein LKW mit etwa 12 Tonnen Ladekapazität normalen Beton mit einem Volumen von 5,4 m3 transportieren, während aus den gleichen 12 Tonnen Ladekapazität durch das erfindungsgemäße Verfahren Mineralschaum mit einem Volumen von über 13 m3 hergestellt werden kann.

Zur Anpassung an unterschiedliche Anwendungen kann auch die Viskosität der flüssigen gießfähigen Mineralaufschlämmung in weiten Grenzen eingestellt werden. So ist beispielsweise für frei verlaufende Massen und das Ausschäumen komplex geformter Hohlräume eine niedrige Viskosität von Vorteil, wobei insbesondere komplex geformte Hohlräume durch die Expansion der Mineralaufschlämmung ohne Lunker gefüllt werden können. Andererseits ist für das Einbringen in nicht vollständig abgedichtete Hohlräume eine hohe Viskosität der flüssigen gießfähigen Mineralaufschlämmung zu bevorzugen.

Die Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen Mineralaufschlämmung können auch in Form von Stoffmischungen getrennt verpackt und über längere Zeit gelagert werden. Dies ermöglicht unter anderem die Abfüllung in Kartuschen für die Herstellung von kleinen Schaummengen für die unterschiedlichsten Anwendungen.

Allgemein weist der erfindungsgemäße Mineralschaum folgende Vorteile gegenüber handelsüb- 7 AT 503 801 B1 liehen Produkten auf: • Die Schäumungshöhe ist einstellbar, die erfindungsgemäße Mineralaufschlämmung expandiert bis zum 10-fachen Volumen, die Schäumungsgeschwindigkeit ist über die Beschleunigerzugabe einstellbar, die Härtungszeiten sind einstellbar, die hydrophoben Eigenschaften des erfindungsgemäßen Mineralschaums sind einstellbar, der erfindungsgemäße Mineralschaum ist nicht brennbar, der Organikbereich liegt < 1% und ist biologisch abbaubar, der erfindungsgemäße Mineralschaum stellt normalen Bauschutt dar, eine Wiederverwertung ist möglich, kein Sondermüll, • die Porengröße des erfindungsgemäßen Mineralschaums ist einstellbar und die Porenstruktur kann wahlweise offene (für Filter oder schalldämmende Werkstoffe) oder geschlossene Poren (für Isolierstoffe oder Formteile) aufweisen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind auch erstmalig stabile expandierte Mineralschäume mit einer Porendichte von bis zu 95 %, bezogen auf das Gesamtvolumen, und/oder einer Rohdichte von 80 bis 200 kg/m3 herstellbar.

Die vorliegende Erfindung wird nun durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert. Die nachstehenden Rezepturen sind nur als Beispiel angeführt, d.h. die Füll- bzw. Zuschlagstoffe sind je nach Bedarf austauschbar und können auch mengenmäßig variieren.

Eine flüssige gießfähige Mineralaufschlämmung wurde aus den folgenden Inhaltsstoffen zusammengemischt und anschließend in Formen aufschäumen gelassen. Die jeweilige Schaumdichte kann je nach Peroxidmenge innerhalb der angegebenen H202- Ober- und Untergrenzen eingestellt werden. 1) Mineralschaum mit Zement als Bindemittel: 1.1) Rohdichte ca. 80 kg/m3 48% 6% 3% 1,2% 33% 0,4 % 1,8% 0,6 % 6% 100%

Zement CEM I CaC03 (Marmormehl) SFA (Steinkohlenflugasche)

Braunstein

Wasser

Tylose-Lösung

Wasserglas

Tensid-Lösung H202 (35%ig)

Der resultierende Schaum expandierte auf das ca. 10-fache seines Ausgangsvolumens mit einem Porenvolumenanteil von ca. 90%. 1.2) Rohdichte ca. 840 kg/m3

Zement CEM I CaC03 (Marmormehl) SFA (Steinkohlenflugasche) Braunstein Wasser Tylose-Lösung Wasserglas 48% 6% 3%1,2% 38,5 % 0,4 %1,8%

Claims

8 AT 503 801 B1 Tensid-Lösung 0,6 % H202 (35%ig) 0,5 % 100% Der resultierende Schaum expandierte auf das ca. 1,5-fache seines Ausgangsvolumens mit einem Porenvolumenanteil von ca. 34%. 2) Mineralschaum mit Tonerdezement als Bindemittel: 2.1) Rohdichte ca. 380 kg/m3: Zement Calcium Aluminate 46,3 % Wollastonit 6% Schamotte 3% Metakaolin 2% Ca(OH)2 2% Braunstein 0,9 % Ti02 0,5 % Wasser 33,5 % Tylose-Lösung 0,4 % Wasserglas 1,8% Tensid-Lösung 0,6 % H202 (35%ig) 3% 100% Der resultierende Schaum expandierte auf das ca. 4,9-fache seines Ausgangsvolumens mit einem Porenvolumenanteil von ca. 90%. 3) Mineralschaum mit Gips als Bindemittel: 3.1) Rohdichte ca. 80 kg/m3: Gips 50% Ca(OH)2 1,25% CaC03 7,5 % Braunstein 0,85 % Wasser 35,5 % Kasein/Boraxlösung 1 % Tensid-Lösung 0,45 % H202 (35%ig) 3,45 % 100% Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines expandierten Mineralschaums mit einer Rohdichte von 80 bis 200 kg/m3, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige gießfähige Mineralaufschlämmung umfassend ein Bindemittel, Tensid(e) und als Treibmittel Wasserstoffperoxid in einer Konzentration von 15 bis 35 %, mittels Zugabe geeigneter Beschleuniger ausgewählt aus 9 AT 503 801 B1 der Gruppe umfassend Oxidationsmittel, wie Kaliumpermanganat, Katalysatoren, wie Braunstein, Eisenoxid Fe304 oder Silber und Enzyme, wie Katalase, und Mischungen aus ein oder mehreren dieser Bestandteile, zum kontrollierten Aufschäumen veranlasst wird, wodurch die Mineralaufschlämmung zum Mineralschaum mit der gewünschten Rohdichte expandiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralaufschlämmung Wasser in einer Menge von 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralaufschlämmung das Bindemittel in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, besonders bevorzugt 40 - 50 Gew.-%, aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralaufschlämmung ein Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend hydraulische Bindemittel, wie Zementarten gern. EN 197, Sonderzemente und Tonerdezemente; Nicht-Hydraulische Bindemittel, wie Gips und Lehm; Puzzolane, wie natürliche Puzzolane, wie Trass, Puzzolanerde, Kieselgur und kieselsäurehaltige Sedimente oder künstliche Puzzolane, wie Flugasche, Glasstaub, Mikrosilika und Sl Stoffe und/oder Alkali-aktivierte Silikate sowie Kombinationen derartiger Bindemittel aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Zementarten gern. EN 197, Sonderzemente, Tonerdezemente, Alkali-aktivierte Silikate und Mischungen aus ein oder mehreren dieser Bestandteile.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mineralaufschlämmung der bzw. die Beschleuniger in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, zugegeben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, zugegeben werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tenside ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend anionische Tenside, natürliche Tenside (Saponine) und Mischungen hievon.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Tenside in einer Menge von 0,002 und 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, vorliegen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralaufschlämmung Stabilisatoren, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Stärkeetherderivate, Polysaccharide, Dispersionspolymere, PVA und Theologische Additive, insbesondere Gelatine, Cellulose und Wasserglas, aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Stabilisatoren in einer Menge von 0,01 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, vorliegen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralaufschlämmung Zuschlagstoffe umfasst, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Silikate, wie Aluminium-, Magnesium-, Zirkon- und Kalziumsilikat, Siliziumdioxid, Quarz, Kieselsäure, sowie synthetische Stoffe, wie Oxide oder Zeolithe, sowie Hydroxide, Carbonate, div. Alkali- und Sulfatverbindungen, Oxidfarben bzw. Mischungen aus ein oder mehreren dieser Bestandteile. 1 0 ΑΤ 503 801 Β1
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Zuschlagstoffe in einer Menge von 0,01 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, vorliegen.
14. Expandierter Mineralschaum, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einer Porendichte von bis zu 95 %. Keine Zeichnung