<Desc/Clms Page number 1>
Samengesteld isolerend materiaal.
Deze uitvinding heeft betrekking op een samengesteld isolerend materiaal, in het bijzonder een geluidsisolerend materiaal.
De meeste geluidsisolerende materialen zijn samengesteld uit verschuimde polymeren zoals polyurethaanschuim, wolachtige materialen zoals rotswol of natuurlijke vezels zoals houtvezels en asbest.
Kunststofschuimen zijn meestal brandbaar, toxisch en moeilijk recycleerbaar. Ook natuurlijke vezels zijn meestal brandbaar.
Overigens zijn de geluidsisolerende eigenschappen van de bekende materialen voor verbetering vatbaar.
De uitvinding heeft een isolerend materiaal als doel die voornoemde en andere nadelen niet vertoont en bijzonder goed zowel geluidsisolerend als warmte-isolerend is en daarenboven niet toxisch is, onbrandbaar is en gemakkelijk recycleerbaar is.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het isolatiemateriaal minstens deeltjes van minstens één chemisch inerte, minerale, onbrandbare stof en er isotropisch mee vermengde vezels bevat, gebonden door een uitgehard hydraulisch bindmiddel.
Bij voorkeur is de chemisch inerte stof een stof uit de
EMI1.1
groep gevormd door perliet, vermiculiet en diatomeeënaarde, waarbij het perliet of vermiculiet bij
<Desc/Clms Page number 2>
voorkeur geëxpandeerd is, en een soortelijk gewicht bezit dat lager is dan 500 kg/m3 en bijvoorbeeld tussen 30 tot 240 kg/m3 en een korrelgrootte die tussen 0, 1 en 100 micrometer gelegen is.
Het gebruik van geëxpandeerde perliet is bekend in thermisch isolerend materiaal, maar het perliet is gebonden door kunststof.
In het materiaal volgens de uitvinding is het bindmiddel een hydraulisch bindmiddel, in het bijzonder cement, bijvoorbeeld witte Portlandcement, aluminiumcement of oxychloridecement.
De minerale vezels zijn bij voorkeur glasvezels, bijvoorbeeld met een vezellengte tussen 0, 2 en 200 cm en een diameter van 5 tot 2. 000 micrometer.
Aan deze bestanddelen kunnen hulpstoffen worden toegevoegd zoals stoffen die het uitharden versnellen, kleurstoffen, polymeren die de buigzaamheid vergroten en dergelijke.
Het volume inert materiaal bedraagt 3 tot 5 maal het volume hydraulisch bindmiddel, het volume bindmiddel 2 tot 0, 5 maal het volume minerale vezels.
Het isolerend materiaal kan van een versterking voorzien zijn, bijvoorbeeld een mat of weefsel van minerale vezels, in het bijzonder glasvezels, of van een open structuur die al dan niet dragend is, bijvoorbeeld een rooster, een honingraatstructuur of dergelijke.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend
<Desc/Clms Page number 3>
karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een isolerend materiaal volgens de uitvinding beschreven.
Het samengesteld zowel warmte-isolerend als geluidsisolerend materiaal volgens de uitvinding bevat in hoofdzaak deeltjes van minstens een chemisch inerte, minerale en onbrandbare stof uit de groep gevormd door perliet, vermiculiet en diatomeeënaarde ; minerale vezels en meer bepaald glasvezels, die isotropisch in het inerte materiaal gemengd zijn, alles gebonden met cement als hydraulisch bindmiddel dat na toevoeging van een hoeveelheid water uitgehard is.
Perliet is een vulkanisch gesteente van de familie van de
EMI3.1
Rheolieten en bezit ongeveer volgende samenstelling 74% SiO,12,5%AI0.,1%Fe 4, en 2, Het perliet is bij voorkeur geëxpandeerd en bezit een soortelijk gewicht kleiner dan 500 kg/m3, bij voorkeur tussen 30 en 240 kg/m en een korrelgrootte van 0, 1 tot 100 micrometer.
Vermiculiet is een mica-achtig onbrandbaar silicaat
EMI3.2
(Mg, Al) /AlSiO). Het is bestand tegen water en bij hoge temperatuur sterk expandeerbaar. Dit vermiculiet is eveneens bij voorkeur in geëxpandeerde vorm in het materiaal aanwezig.
Oiatomeeënaarde of kiezelgoer is een poreus silica materiaal met kleine densiteit.
<Desc/Clms Page number 4>
Deze inerte stoffen dienen als vulstof, doen het soortelijk gewicht sterk afnemen tot bijvoorbeeld ongeveer 800 kg/m3 en houden geluidsgolven tegen.
Het cement bindmiddel kan Portland cement zijn met een typische samenstelling van bijvoorbeeld onder meer 65% CaO, 25, 5% Si02'5, 9% A1203'0, 6% Fe203'1, 1% MgO en 0, 1% SO3 ; kan alumiumcement zijn met bijvoorbeeld onder
EMI4.1
meer 39, 1, en 0, cement MgCl.
8% A1203'35% CaO, 14, 6% Fe203'5, 3% Si02De glasvezels bezitten bijvoorbeeld een lengte van 0, 02 tot 200 cm en een diameter van 5 tot 2. 000 micrometer.
De glasvezels verhogen de demping van de geluidstrillingen door dispersie in de massa op isotropische wijze en verhogen de treksterkte, de elasticiteitsmodulus en de samendrukbaarheid. Ze verlagen daarentegen de wateropname, de lineaire uitzettingscoëfficiënt, de warmtegeleidingscoëfficiënt en het soortelijk gewicht.
De mengverhouding in volumes is 3 tot 6 delen inert materiaal en 0, 4 tot 3 delen glasvezels voor 1 deel cement.
Dit samengesteld materiaal kan onder vorm van voorgefabriceerde platen of dergelijke aangebracht worden, maar kan ook als een droog mengsel, waarbij het hydraulisch bindmiddel zich nog in poedervorm bevindt en nog niet uitgehard is, ter plaatse, na toevoeging van water, als een mortel in de gewenste vorm gegoten of gespoten worden bijvoorbeeld in een vorm voor het maken van platen of voorwerpen, tussen spouwmuren, of op een vloer of een ander vlak enzovoort.
<Desc/Clms Page number 5>
Bij het ter plaatse toevoegen van water kan de juiste gewenste hoeveelheid aangemaakt worden zodanig dat er geen resten overblijven.
Het volume water dat bij de fabricage of ter plaatse gebruikt wordt, hangt af van de toepassing maar is meestal tussen 1 en 6 maal het volume cement gelegen.
Na het toevoegen van water is het materiaal na enkele, bijvoorbeeld twee dagen gehard en eventueel beloopbaar.
De verharding kan worden versneld door het toevoegen van
EMI5.1
een versneller, bijvoorbeeld op basis van CaCl. hoeveelheid versneller kan tussen 5 en 30 vol. van het watervolume gelegen zijn.
Het materiaal is bestand tegen temperaturen tot 1000 C. Het bezit een lage warmtegeleidingscoëfficiënt van bijvoorbeeld 0, 039 W/ (m. K) maar ook een grote geluidsverzwakkingswaarde, bijvoorbeeld 80 dB voor frequenties tussen 300 en 5. 000 Hz.
EMI5.2
De elasticiteitsmodulus, die normaal bijvoorbeeld 1 2 KN/mm bedraagd, kan verlaagd worden door het toevoegen van een polymeer zoals styreenacrylaat, styreenbutadieen of polyvinylacetaat aan het materiaal, bijvoorbeeld tussen 5 en 20 vol. % van het volume water. Hierdoor vergroot de buigzaamheid van het uitgeharde materiaal.
De druksterkte bij 1000 uur belasting bedraagt meestal
EMI5.3
2 ongeveer 3 nimf.De treksterkte, de samendrukbaarheid, de buigweerstand en de samenbindingssterkte kunnen verhoogd worden door het inbrengen in het materiaal van versterkingen of een soort
<Desc/Clms Page number 6>
wapening, in het bijzonder matten of weefsels van minerale vezels zoals glasmatten geweven met een maasgrootte van bijvoorbeeld 20 x 20 mm met bundels met een diameter van ongeveer 1 mm en bestaande uit een 40 tal vezeltjes met een dikte van 25 micrometer.
Deze glasmatten kunnen onder spanning in het materiaal aangebracht worden, hetgeen nog de treksterkte en de weerstand tegen buigen doet toenemen.
Andere wapeningen zoals roosters of andere open structuren zijn mogelijk.
Voorwerpen vervaardigd uit dit materiaal kunnen zelfdragend zijn. Ze kunnen ook op een open draagstructuur aangebracht worden met bijvoorbeeld holtes die kunnen volgestort of volgespoten worden met voornoemd materiaal. Dergelijke structuren zijn honingraatstructuren of roosterstructuren uit kunststof of metaal. Ze kunnen op zieh al dan niet zelfdragend zijn en zelfdragend worden wanneer het erop aangebrachte materiaal gehard is.
De uitvinding zal nader toegelicht worden aan de hand van enkele praktische samenstellingen, waarbij de delen volumedelen zijn.
Samenstelling 1.
1 deel cement 4 delen perliet l deel glasvezels 0, 1 deel polyvinylacetaat
<Desc/Clms Page number 7>
Gemengd met twee delen water is het materiaal bijzonder geschikt voor de warmte- en/of geluidsisolatie van muren.
Samenstelling 2.
1 deel cement 3 delen perliet 2 delen glasvezels 2 delen CaC12 Gemengd met vijf delen water is het materiaal bijzonder geschikt voor de warmte- en/of geluidsisolatie van vloeren.
Samenstelling 3.
1 deel cement 5 delen perliet 0, 5 delen glasvezels 0, 2 delen styreenacrylaat Gemengd met twee delen water en voorzien van een glasvezelmat met maasgrootte 20 x 20 mm geweven met bundels van 100 vezels met een vezeldiameter van 25 micrometer, wordt na harden een warmte- en geluidsisolerend element verkregen dat geschikt is als dakelement.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringvormen doch dergelijk isolerend materiaal kan in verschillende samenstellingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Composite insulating material.
This invention relates to a composite insulating material, in particular a sound insulating material.
Most sound insulating materials are composed of foamed polymers such as polyurethane foam, wool-like materials such as rock wool or natural fibers such as wood fibers and asbestos.
Plastic foams are usually flammable, toxic and difficult to recycle. Natural fibers are also usually flammable.
Incidentally, the sound-insulating properties of the known materials can be improved.
The object of the invention is an insulating material which does not have the above and other disadvantages and which is particularly good both sound-insulating and heat-insulating, and in addition is non-toxic, non-flammable and easily recyclable.
This object is achieved according to the invention in that the insulating material contains at least particles of at least one chemically inert, mineral, incombustible substance and isotropically mixed fibers with it, bound by a hardened hydraulic binder.
Preferably, the chemically inert substance is a substance from the
EMI1.1
group formed by perlite, vermiculite and diatomaceous earth, the perlite or vermiculite being
<Desc / Clms Page number 2>
is preferably expanded, and has a specific gravity of less than 500 kg / m3 and, for example, between 30 to 240 kg / m3, and a grain size between 0.1 and 100 micrometers.
The use of expanded perlite is known in thermally insulating material, but the perlite is bound by plastic.
In the material according to the invention, the binder is a hydraulic binder, in particular cement, for example white Portland cement, aluminum cement or oxychloride cement.
The mineral fibers are preferably glass fibers, for example with a fiber length between 0.2 and 200 cm and a diameter of 5 to 2,000 micrometers.
Additives can be added to these ingredients such as curing accelerators, dyes, polymers that increase flexibility and the like.
The volume of inert material is 3 to 5 times the volume of hydraulic binder, the volume of binder is 2 to 0.5 times the volume of mineral fibers.
The insulating material may be provided with a reinforcement, for example a mat or fabric of mineral fibers, in particular glass fibers, or with an open structure which may or may not be load-bearing, for example a grid, a honeycomb structure or the like.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, the following are exemplary without any limitation
<Desc / Clms Page number 3>
character, some preferred embodiments of an insulating material according to the invention have been described.
The composite heat-insulating and sound-insulating material according to the invention mainly contains particles of at least one chemically inert, mineral and non-combustible material from the group formed by perlite, vermiculite and diatomaceous earth; mineral fibers and in particular glass fibers, which are isotropically mixed in the inert material, all bonded with cement as a hydraulic binder which is cured after adding an amount of water.
Perlite is a volcanic rock from the family of the
EMI3.1
Rheolites and has approximately the following composition 74% SiO, 12.5% AlO., 1% Fe 4, and 2. The perlite is preferably expanded and has a specific gravity of less than 500 kg / m3, preferably between 30 and 240 kg / m and a grain size of 0.1 to 100 micrometers.
Vermiculite is a mica-like incombustible silicate
EMI3.2
(Mg, Al) / AlSiO). It is resistant to water and highly expandable at high temperatures. This vermiculite is also preferably present in the material in expanded form.
Oiatomaceous earth or diatomaceous earth is a low density porous silica material.
<Desc / Clms Page number 4>
These inert substances serve as fillers, strongly reduce the specific gravity to, for example, approximately 800 kg / m3 and block sound waves.
The cement binder can be Portland cement with a typical composition of, for example, 65% CaO, 25.5% SiO2'5, 9% Al2O3'0, 6% Fe2O3'1, 1% MgO, and 0.1% SO3; can be aluminum cement with for example under
EMI4.1
more 39, 1, and 0, cement MgCl.
For example, 8% Al2 O3'35% CaO, 14.6% Fe2O3'5, 3% SiO2. The glass fibers have a length of 0.02 to 200 cm and a diameter of 5 to 2,000 microns.
The glass fibers increase the damping of the sound vibrations by dispersion in the mass in an isotropic manner and increase the tensile strength, the modulus of elasticity and the compressibility. On the other hand, they decrease the water absorption, the linear expansion coefficient, the heat conductivity coefficient and the specific gravity.
The mixing ratio in volumes is 3 to 6 parts inert material and 0.4 to 3 parts glass fibers for 1 part cement.
This composite material can be applied in the form of prefabricated plates or the like, but it can also be applied as a dry mixture, with the hydraulic binder still in powder form and not yet hardened, on site, after adding water, as a mortar in the desired shape are cast or sprayed into, for example, a mold for making plates or objects, between cavity walls, or on a floor or other surface and so on.
<Desc / Clms Page number 5>
When adding water on site, the correct desired quantity can be prepared in such a way that no residues remain.
The volume of water used in manufacture or on site depends on the application, but is usually between 1 and 6 times the volume of cement.
After adding water, the material is cured after a few, for example two days, and can be walked on.
The hardening can be accelerated by adding
EMI5.1
an accelerator, for example based on CaCl. amount of accelerator can be between 5 and 30 vol. of the water volume.
The material can withstand temperatures up to 1000 C. It has a low heat conduction coefficient of, for example, 0.039 W / (m. K) but also a large sound attenuation value, for example, 80 dB for frequencies between 300 and 5,000 Hz.
EMI5.2
The modulus of elasticity, which normally is, for example, 1 2 KN / mm, can be reduced by adding a polymer such as styrene acrylate, styrene butadiene or polyvinyl acetate to the material, for example between 5 and 20 vol. % of the volume of water. This increases the flexibility of the cured material.
The compressive strength at 1000 hours of load is usually
EMI5.3
2 about 3 nymphs. Tensile strength, compressibility, bending resistance and bond strength can be increased by inserting reinforcements or some kind into the material.
<Desc / Clms Page number 6>
reinforcement, in particular mineral fiber mats or fabrics, such as glass mats woven with a mesh size of, for example, 20 x 20 mm with bundles with a diameter of about 1 mm and consisting of about 40 fibers with a thickness of 25 micrometers.
These glass mats can be applied under tension in the material, which further increases the tensile strength and the resistance to bending.
Other reinforcements such as grids or other open structures are possible.
Articles made from this material can be self-supporting. They can also be applied to an open supporting structure with, for example, cavities that can be filled or filled with the aforementioned material. Such structures are honeycomb structures or lattice structures of plastic or metal. They may or may not be self-supporting and become self-supporting when the applied material is cured.
The invention will be further elucidated on the basis of some practical compositions, the parts being volume parts.
Composition 1.
1 part cement 4 parts perlite 1 part glass fibers 0, 1 part polyvinyl acetate
<Desc / Clms Page number 7>
Mixed with two parts of water, the material is particularly suitable for the heat and / or sound insulation of walls.
Composition 2.
1 part cement 3 parts perlite 2 parts glass fibers 2 parts CaC12 Mixed with five parts water, the material is particularly suitable for the heat and / or sound insulation of floors.
Composition 3.
1 part cement 5 parts perlite 0.5 parts glass fibers 0.2 parts styrene acrylate Mixed with two parts water and provided with a glass fiber mat with mesh size 20 x 20 mm woven with bundles of 100 fibers with a fiber diameter of 25 micrometers, after curing a heat - obtained a sound-insulating element that is suitable as a roof element.
The invention is in no way limited to the above-described embodiments, but such insulating material can be realized in different compositions without departing from the scope of the invention.