BE1026242B1

BE1026242B1 - Geëxpandeerd polystyreen met een latex voor vloertoepassingen

Info

Publication number: BE1026242B1
Application number: BE201805757A
Authority: BE
Inventors: Christof Stamper
Original assignee: Isostar Bvba
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2019-11-27

Abstract

De huidige uitvinding betreft een kit geschikt voor het samengesteld vormen van een isolerende vloerlaag omvattende een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen en een bindmiddel, waarbij het bindmiddel in hoofdzaak uit een polymeer bestaat en geschikt is voor het onderling binden van de granulen. Verder betreft de uitvinding een werkwijze voor het aanbrengen van een isolerende vloerlaag op een ondergrond, omvattende (a) het aanbrengen van een bindmiddel op ten minste een deel van een oppervlak van een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen ter vorming van een slurry, (b) het aanbrengen van de slurry op de ondergrond, en (c) het uitharden van de slurry ter vorming van een isolerende vloerlaag.

Description

BE2018/5757 GEËXPANDEERD POLYSTYREEN MET EEN LATEX VOOR

VLOERTOEPASSINGEN

TECHNISCH DOMEIN

De uitvinding heeft betrekking op isolerende en lichtgewicht vloerelementen. Meer specifiek heeft de uitvinding betrekking op een kit geschikt voor het eenvoudig aanbrengen van een thermische vloerisolatie, een werkwijze voor het aanbrengen van een lichte vloerisolatie en genoemde lichte vloerisolatie.

STAND DER TECHNIEK

Cellenbeton of gasbeton is een betonsoort die gekenmerkt wordt door zijn lage dichtheid en sterk isolerend vermogen. Door het toevoegen van een gasvormende toeslag ontstaat een poreus en isolerend materiaal. De gevormde luchtbellen staan niet met elkaar in verbinding. Nadat de massa uit de vorm is genomen, wordt deze in het gewenste producttype gesneden: blokken, lateien, gewapende platen.

Geëxpandeerd polystyreen (EPS) wordt meer dan 50 jaar voor vele doeleinden toegepast. Het is van oorsprong bedoeld als isolatiemateriaal en kent daarin nog steeds zijn grootste toepassing, naast verpakkingen. EPS-producten worden vervaardigd in de vorm van blokken, platen of vormdelen. De blokken kunnen tot platen en vele willekeurige vormdelen worden gesneden. EPS-bouwproducten worden voorgevormd geleverd, zoals EPS-spouwplaten en samengestelde hoogwaardige producten als sandwichpanelen of gecacheerde dakisolatie. Amerikaans octrooischrift US 5,916,681 leert het gebruik van EPS als losse isolatie, in een sandwichpaneel, als voorgevormde plaat en in combinatie met cement. US 4,1234,242 beschrijft een losse isolatie bestaande uit vezels en een granulair materiaal.

Beton zwaar en heeft het een geringe thermische isolatie, hetgeen nadelig is bij het isoleren van verschillende verdiepen. Verder wordt EPS doorgaans of los, of voorgevormd aangeleverd.

De uitvinding beoogt een bouwmateriaal met een goede thermische isolatie, gewicht en druksterkte te bekomen. Verder beoogt de uitvinding op het bekomen van een werkwijze voor het gebruik hiervan.

2018/5757

BE2018/5757 SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding betreft een kit geschikt voor het samengesteld vormen van een isolerende vloerlaag omvattende een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen en een bindmiddel, waarbij het bindmiddel in hoofdzaak uit een polymeer bestaat en geschikt is voor het onderling binden van de granulen.

Dit is voordelig ten opzichte van bouwplaten en andere voorgevormde bouwelementen, aangezien de kit in eender welke vorm met gelijk welke afmetingen kan worden gebruikt. Zo hoeft de ondergrond ook niet vlak te zijn, aangezien de kit vormvrij is. Zo is de kit ook gemakkelijk te transporteren en op te slaan in verschillende vormen, onafhankelijk van de vorm van de beaamde isolerende vloerlaag.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het aanbrengen van een isolerende vloerlaag op een ondergrond, omvattende (a) het mengen van een veelheid geëxpandeerde polystyreen granulen met een bindmiddel resulterend in een in hoofdzaak vloeibaar isolatiemateriaal, (b) het verdelen van het vloeibaar isolatiemateriaal op de ondergrond, en (c) het uitharden van het vloeibaar isolatiemateriaal tot een isolerende vloerlaag met als kenmerk, dat het bindmiddel in hoofdzaak uit een polymeer bestaat.

Deze werkwijze is voordelig boven bekende isolatieschuimen aangezien ze eenvoudiger en properder is. Door een gelimiteerde reactie komen minder schadelijke gassen vrij, ontstaat minder warmtevorming als gevolg van exotherme reacties en blijft het volume van het isolatiemateriaal min of meer constant. Verder kunnen de stappen in het tweede aspect op de meest eenvoudige volgorde worden uitgevoerd. Zo kan men grote hoeveelheden granulen en bindmiddel gemakkelijk mengen in industriële betoncentrales. Kleine hoeveelheden bindmiddel kunnen gemakkelijk aan de EPS worden aangebracht op de ondergrond. Zo wordt geen verder materiaal besmeurd. Ten slotte is het mogelijk tegelijk de EPS granulen van bindmiddel te voorzien én de resulterende slurry op de ondergrond aan te brengen. Dit kan bijvoorbeeld met behulp van een blazer of schroef geschikt voor EPS granulen, waarbij deze aan het einde van bindmiddel worden voorzien. Ten slotte is dit voordelig voor het egaliseren van een vloer, en het gepast isoleren rond leidingen en andere voorziening in de vloer van een gebouw.

2018/5757

BE2018/5757

In een volgend aspect betreft de uitvinding de isolatielaag gevormd met een kit volgens het eerste aspect of door middel van de werkwijze volgens het tweede aspect.

Deze isolatielaag heeft een betere thermische isolatie en een lager soortelijk gewicht dan cellenbeton en beton met EPS granulen. Verder heeft deze isolatielaag een betere druksterkte dan polyurethaan schuimen.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

De uitvinding betreft een kit geschikt voor het vormen van een lichte, isolerende vloerlaag. De uitvinding betreft verder ook een werkwijze voor het voorzien van een isolerende vloerlaag. Ten slotte betreft de uitvinding een lichte isolerende vloerlaag.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technisch en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.

Een, de en het refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, een segment betekent een of meer dan een segment.

De termen omvatten, omvattende, bestaan uit, bestaande uit, voorzien van, bevatten, bevattende, behelzen, behelzende, inhouden, inhoudende zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Dispersiepolymerisatie is een type precipitatiepolymerisatie, wat betekent dat het gekozen oplosmiddel of solvent zowel het reactiemedium is, als een goed oplosmiddel is voor het monomeer en de initiator, maar een geen goed oplosmiddel voor het polymeer is. Naarmate de polymerisatiereactie voortschrijdt, vormen zich deeltjes polymeer, waardoor een niet-homogene oplossing wordt gevormd. Bij dispersiepolymerisatie zijn deze deeltjes de plaats van polymerisatie.

2018/5757

BE2018/5757

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

In een eerste aspect betreft de uitvinding kit geschikt voor het samengesteld vormen van een isolerende vloerlaag omvattende een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen en een bindmiddel, waarbij het bindmiddel in hoofdzaak uit een polymeer bestaat en geschikt is voor het onderling binden van de granulen.

Bij voorkeur zijn de veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen zijn volledig voorgeëxpandeerd. In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm hebben de EPS granulen een diameter tussen 1 en 6 mm. Granulen kleiner dan 1 mm gaven aanleiding tot teveel stof. Granulen groter dan 6 mm hadden een negatief effect op de isolerende werking van het eindproduct. Bij voorkeur is de diameter van de EPS granulen tussen 2 en 6 mm, nog meer bij voorkeur tussen 3 en 6 mm, het liefst tussen 4 en 6 mm. EPS granulen met een diameter tussen 4 en 6 mm gaven aanleiding tot de hoogste isolatiewaarde voor het finaal materiaal.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de EPS granulen grijs. Grijze EPS is de vakman gekend, en bestaat uit EPS granulen met daarin grafiet. Deze worden geproduceerd door het toevoegen van grafiet bij het vormen van nietgeëxpandeerde EPS beads. Grijze EPS granulen hebben betere isolerende eigenschappen. Deze worden doorgegeven naar het finale isolatiemateriaal.

In een verdere, voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de massafractie van de EPS granulen in de kit tussen 0.40 tot 0.80 ligt, bij voorkeur tussen 0.45 en 0.60, het liefst tussen 0.50 en 0.55.

Het bindmiddel is een polymeer. De keten van dit polymeer bestaat in hoofdzaak uit koolstof, zuurstof, stikstof, silicium zoals polysiloxaan. Bij voorkeur is het bindmiddel een latex. Latex in deze tekst is gedefinieerd als een stabiele dispersie of emulsie van polymeer partikels in een solvent. Dit solvent is bij voorkeur water. Nog meer bij voorkeur is het bindmiddel een polymeer-gebaseerd bindmiddel. Een bindmiddel gebaseerd op dispersie polymerisatie zal doorgaans aanleiding geven tot een latex, zijnde een dispersie van polymeer partikels in een solvent.

Nog meer bij voorkeur is het bindmiddel gebaseerd op dispersie polymerisatie of copolymerisatie, het liefst copolymerisatie. In een verdere, voorkeurdragende

2018/5757

BE2018/5757 uitvoeringsvorm kan het solvent gebruikt voor dispersie polymerisatie of copolymerisatie water zijn. Dit is milieuvriendelijk.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm heeft genoemd bindmiddel, zijnde een latex of die al dan niet gebaseerd is op dispersie polymerisatie, een droge stofgehalte tussen 20 en 70%, bij voorkeur tussen 25 en 65%, nog meer bij voorkeur tussen 25 en 60%, nog meer bij voorkeur tussen 30 en 50%, nog meer bij voorkeur tussen 35 en 45%.

Het gebruik van een bindmiddel omvat in een solvent laat toe de korrels volledig met het bindmiddel in te mengen, waarbij het oppervlak van de EPS granulen volledig bedekt wordt dankzij het solvent. Dit verbetert de binding tussen de EPS granulen en de polymeermatrix. Het solvent verblijft echter niet in grote hoeveelheden in het eindproduct, maar verlaat het isolatiemateriaal tijdens het uitharden vrijwel volledig.

Bij voorkeur wordt de latex gevormd door dispersie polymerisatie, die op een hoge polymerisatiegraad wordt stopgezet. In een verdere, voorkeurdragende uitvoeringsvorm is een latex op basis van dispersie polymerisatie in staat na inmenging met de EPS korrels verder te polymeriseren. Hierdoor wordt een sterke, drie dimensionele matrix gecreëerd. Alsnog kan de polymerisatie tijdens deze laatste stap zeer gering zijn; het overgrote merendeel van de polymeerketens wordt gevormd bij de productie van het latex op basis van dispersie polymerisatie. Zo kunnen de eigenschappen van zowel het polymeer als de latex worden geregeld, zonder afhankelijk te zijn van de gebruiker. Dit is voordelig voor het gebruik als kit, bijvoorbeeld voor doe-het-zelvers.

Een latex kan gebruiksklaar worden aangeleverd in vloeibare vorm. Dit is voordelig boven gekende polymeer schuimen, zoals polyurethaan, waarbij exotherme reacties noodzakelijk zijn voor het vormen van het polymeer. De polymerisatiereacties leiden bij schuimen doorgaans ook tot een significante volume toename. Dit maakt aanbrengen van genoemde materialen ter vorming van een vloer moeilijker. Door deze reactie ter plaatse zijn de microscopische en macroscopische eigenschappen van deze isolatieschuimen minder consistent.

De polymerisatiegraad, vertakking en eindfunctionaliteiten zijn beter te controleren. Dit omdat deze eigenschappen slechts zeer gering aanpassen, aangezien het merendeel van de polymerisatie gebeurt bij de productie van de latex, en niet bij

2018/5757

BE2018/5757 het gebruik van de latex als bindmiddel. Controle over de graad van vernetting is evenwel zeer belangrijk.

Het uitharden van isolatieschuimen gaat gepaard met vluchtige, mogelijks giftige en milieuschadelijke gassen. Het uitharden van een water gebaseerd latexpolymeer gaat gepaard met het verdampen van water en geringe reactie. Dit is enerzijds milieuvriendelijker en anderzijds gezonder voor de vakman die de isolatie aanbrengt.

In een verdere, voorkeurdragende uitvoeringsvorm heeft de latex een Brookfield viscositeit van 1 tot 10000 mPa.s, bij voorkeur 5 tot 5000 mPa.s, nog meer bij voorkeur 10 tot 1000 mPa.s, nog meer bij voorkeur 50 tot 500 mPa.s. Deze Brookfield viscositeit is de viscositeit gemeten met een Brookfield viscometer met spindel 1, bij 50 omwentelingen per minuut op een temperatuur van 20°C.

Deze polymeren isoleren thermisch beter dan cement. Hierdoor heeft de kit ook een betere thermische isolatie dan cellenbeton gebaseerd op gelijkaardige EPS granulen. De voorkeurdragende polymeren leiden tot een goede balans van druksterkte, gewicht en isolatie.

In een verdere, voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de massafractie van het bindmiddel in de kit tussen 0.10 en 0.60 ligt, bij voorkeur tussen 0.20 en 0.55, nog meer bij voorkeur 0.30 tot 0.50, het liefst tussen 0.40 en 0.45.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de kit verdere additieven. Deze kunnen enerzijds als extra component bij de kit gevoegd worden, of anderzijds vervat zijn in de latex of de EPS granulen. Additieven die polymeereigenschappen verbeteren zijn de vakman bekend, bijvoorbeeld vlamvertragers om de brandbaarheid van het eindmateriaal te verbeteren, additieven om de chemische resistentie te verbeteren en dergelijke. Ook het toevoegen van materialen met een hoog soortelijk gewicht, bijvoorbeeld zand of kwartszand, om de geluidsisolatie van het materiaal te verhogen zijn gekend.

In een verdere, voorkeurdragende uitvoeringsvorm bevat de kit als additief lithium silicaat. Dit additief is bekend als Verdichter en verharder bij beton. Verassend genoeg bleek lithium silicaat ook een zeer gunstig effect te hebben op de druksterkte van een polymeermatrix met hiertussen EPS granulen. In een verdere, voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de massafractie lithium silicaat bij voorkeur tussen 0.005 en 0.15 ligt, nog meer bij voorkeur tussen 0.02 en 0.10, het liefst tussen 0.03 en 0.07.

2018/5757

BE2018/5757

In een geprefereerde uitvoeringsvorm bestaat de kit uit de volgende componenten:

- 50-55 m% EPS granulen,

- 40-45 m% polymeer latex, en

- 0-10 m% lithium silicaat

In de meest geprefereerde uitvoeringsvorm bestaat de kit uit de volgende componenten:

- 50-55 m% grijze EPS granulen,

- 40-45 m% polymeer latex, gebaseerd op dispersie copolymerisatie, en

- 3-5 m% lithium silicaat

Dit geeft aanleiding tot een bouwmateriaal met druksterkte hoger dan 150 kPa, lambda waarde van 0.032-0.036 W/mK. Dit materiaal is goedkoper te plaatsen dan polyurethaan schuimen (PUR) en heeft hogere druksterkte dan PUR. Het materiaal is lichter dan cellen beton en isoleert thermisch beter.

In een uitvoeringsvorm omvat de kit verder wapening. Deze bestaat doorgaans uit metaal, bijvoorbeeld staal of een vezelmateriaal. Deze wapening dient om de structurele eigenschappen van de matrix te verbeteren. In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm gebruikt men polymeer gebaseerde vezels. Deze hechten beter in een polymeermatrix, en hebben een uitzettingscoëfficiënt gelijkaardig aan de omliggende polymeermatrix. Dit is voordelig om delaminatie, het loskomen van de wapening uit de polymeer matrix gevormd door het opdrogen van de latex, tegen te gaan.

In het tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het aanbrengen van een isolerende vloerlaag op een ondergrond, omvattende (a) het aanbrengen van een bindmiddel op ten minste een deel van een oppervlak van een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen ter vorming van een slurry, (b) het aanbrengen van de slurry op de ondergrond, en (c) het uitharden van de slurry ter vorming van een isolerende vloerlaag.

In een uitvoeringsvorm omvat het aanbrengen van bindmiddel op het oppervlak van de EPS granulen het goed mengen of mixen van de granulen met het bindmiddel. Het mengen kan op een veelvoud van methoden. Traditionele betonmolens of andere methoden van mechanisch roeren of mixen zijn voldoende. Verder is ook het toevoegen van vloeibare latex bij het aanbrengen van de EPS granulen aan een

2018/5757

BE2018/5757 vloer, bijvoorbeeld middels een blazer of toevoerschroef mogelijk. Ten slotte kan de inmenging, zeker voor kleinere hoeveelheden ook door middel van manueel roeren.

Het aanbrengen van EPS en/of bindmiddel aan de onderbouw omvat om het even welke methode die EPS granulen en bindmiddel op de locatie waar het structuurelement wordt gevormd te voorzien.

Een slurry in deze tekst is een mengsel bestaande uit kleine, vaste partikels en een vloeistof. In bulk lijken de eigenschappen van een slurry op die van een viskeuze vloeistof. In deze tekst zijn de kleine, vaste partikels steeds EPS granulen. Een slurry is eenvoudig aan te brengen aangezien deze vormvrij is. Hiermee wordt bedoelt dat een slurry, net zoals een fluïdum zoals een viskeuze vloeistof, de vorm van de container waarin deze zich bevindt zal aannemen. Dit is voordelig voor het aanbrengen van een isolatielaag langs bijvoorbeeld leidingen, funderingen en structuurelementen. Dit is zeer voordelig voor renovaties aan een woning, zoals het isoleren van bestaande woning. Daar is plaats namelijk dikwijls gelimiteerd binnen een bestaand frame, waar rond gewerkt moet worden.

Verder zorgt het vormvrije karakter van de slurry voor een nauwe aansluiting. Dit is voordelig voor de isolerende werking, aangezien kleine openingen in de isolatie aanleiding geven tot thermische bruggen. Deze thermische bruggen zijn plaatsen waar de isolatie onderbroken is, en hebben een zeer nefast effect op de volledige isolatie van een woning.

Ten slotte wordt de slurry niet onder druk ingeblazen. Het mengen van gekende polymeerschuimen gebeurd doorgaans simultaan met het aanbrengen hiervan, onder druk. Door de hoge druk is dit werk doorgaans niet proper. Hiervoor wordt de woning doorgaans afgeplakt met papier of plastics, of moet deze terug worden schoongemaakt. De slurry wordt bij voorkeur niet onder druk aangebracht.

Het combineren en aanbrengen van de elementen van de kit kan simultaan, separaat en sequentieel gebeuren. De EPS granulen en latex kan eerst gecombineerd worden ter vulling van een slurry, bijvoorbeeld in gekende betonmolens, waarna deze slurry op een vloer wordt aangebracht. Zo kunnen gemakkelijk grote hoeveelheden EPS met bindmiddel worden ingemengd. Het is ook mogelijk de EPS granulen en de latex simultaan op de vloer aan te brengen en in te mengen. Zo worden EPS en latex gelijkmatig ingemengd. Verder is materiaal dat in aanraking komt met de latex gereduceerd. Ten slotte is het simultaan mengen en aanbrengen voor veel vloeren de snelste werkwijze. Het is verder ook mogelijk eerst de EPS granulen aan te

2018/5757

BE2018/5757 brengen, en hier daarna de latex bij te voegen. Omgekeerd kan ook eerst de latex worden aangebracht, hetgeen het zorgvuldig aanbrengen langs bestaande elementen bevorderd, waarna EPS granulen worden toegevoegd. Hierbij is het belangrijk dat een deel van de latex nog min of meer vloeibaar is voor de EPS granulen toe te voegen. Het is ook mogelijk te werken in lagen, waarbij een laag EPS en latex gebruikt wordt voor het leggen van verschillende lagen isolatiemateriaal op verschillende intervallen. Dit kan het uitharden van de isolatie versnellen. Ook een combinatie van bovenstaande is mogelijk. Zo kan het voordelig zijn de onregelmatige structuurelementen eerst te voorzien van een laag latex, waardoor thermische bruggen verder worden vermeden.

Bij voorkeur kunnen de stappen (b) het mengen van de EPS granulen en het bindmiddel en (c) het aanbrengen van de geëxpandeerde polystyreen aan een vloer en (d) het aanbrengen van het bindmiddel aan een vloer simultaan, separaat of sequentieel uitgevoerd worden.

Het egaliseren of nivelleren is het vlak, gelijk of waterpas maken van de vloerlaag. Het egaliseren van de slurry kan in één of meerdere stappen gebeuren. Dit kan zowel voor als na het uitharden van de slurry tot een isolatielaag. Bij voorkeur vindt een eerste nivellering plaats alvorens de slurry uithard. Dit kan zeer vlot door de slurry even uit te spreiden, bijvoorbeeld met een hark. Indien een volledig vlak oppervlak gewenst is, kan men de slurry volledig uitvlakken alvorens of tijdens het uitharden. Verder kan het oppervlak na het uitharden nog gepolijst of glad geschuurd worden. Dit gaat gemakkelijker dan bij beton aangezien het materiaal aanzienlijk minder hard is.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm worden de EPS granulen en het bindmiddel gedurende 30 seconden tot 15 minuten ingemengd, bij voorkeur een gedurende 30 seconden tot 10 minuten, nog meer bij voorkeur gedurende 40 seconden tot 5 minuten, nog meer bij voorkeur gedurende 50 seconden tot 4 minuten.

Het uitharden van de slurry duurt 2 tot 48 uur. Dit hangt vooral af van de dikte van de isolatielaag, en in mindere mate van de temperatuur en vochtigheidsgraad. Het uitharden van de slurry kan gewoon aan de lucht. In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt het uitharden van de slurry gestimuleerd. Dit kan door gedwongen of natuurlijke convectie boven het vloeroppervlak, bijvoorbeeld door het

2018/5757

BE2018/5757 goed verluchten van de woning. Het gebruik van absorberende middelen kan ook het uitharden versnellen.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de dikte van de isolatielaag tussen 1 en 60 cm, bij voorkeur tussen 2 en 50 cm, nog meer bij voorkeur tussen 3 en 50 cm, nog meer bij voorkeur tussen 4 en 50 cm. Hierbij wordt de bovengrens van 50 cm doorgaans enkel gebruikt bij het opbouwen van een vloer, en uiteraard geen tussenvloer, waarbij zowel een isolatielaag als een structureel ondersteunende en egaliserende laag gewenst is. Boven 60 cm worden lagere lambda waarden opgemerkt.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm worden de EPS granulen en bindmiddel onder lage druk aangebracht. Bij het aanbrengen onder hoge druk is het veelal moeilijk proper te werken. Het afplakken en/of opkuisen leidt tot een extra kost.

De onderbouw is het oppervlak waarop de vloer wordt aangebracht. Dit kan een betonlaag, een andere vloerlaag, de ondergrond, de fundering of een combinatie van de voorgaande zijn. Verder kan de onderbouw ook structuur elementen, leidingen en dergelijke omvatten. De slurry kan zonder meer bovenop deze elementen, onafhankelijk van hun structuur worden aangebracht.

Het derde aspect van de uitvinding omvat een isolerende vloerlaag gevormd met een kit volgens het eerste aspect of door middel van de werkwijze volgens het tweede aspect.

Deze isolerende vloerlaag is voordelig ten opzichte van cellenbeton dankzij een hogere isolatiewaarde. Verder is de isolerende vloerlaag ook lichter. Ten opzichte van gebruikelijke polymeerschuimen heeft de isolerende vloerlaag volgens huidige uitvinding een betere druksterkte, en is deze gemakkelijker te plaatsen.

Een vloerlaag volgens deze tekst kan zich zowel tussen de fundering en het grondverdiep bevinden, als tussen elke twee verdiepen. Het gebruik van een lichte isolatie geeft minder druk op de structurele elementen van het gebouw. Een gebouw volgens deze tekst kan eender welk gebouw zijn, zoals woningen of kantoorgebouwen, maar ook stallen, opslagplaatsen en dergelijke.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm heeft de finale, vaste isolatielaag een lambda waarde van minder dan 0.040 W/mK, bij voorkeur lager dan 0.037 W/mK, nog meer bij voorkeur lager dan 0.035 W/mK, nog meer bij voorkeur lager dan 0.034

2018/5757

BE2018/5757 W/mK, nog meer bij voorkeur lager dan 0.033 W/mK, het liefst lager dan 0.032 W/mK.

De lambda waarde is de warmtegeleidingscoëfficiënt van een materiaal en drukt uit hoeveel warmte er per tijdseenheid door een vlak van lm² met een dikte van lm wordt geleid bij een temperatuurverschil van 1°C (IK). Deze is gerelateerd aan de warmteweerstandcoëfficiënt R van een materiaallaag met dikte d als λ = R/d. Deze eenheden zijn gedefinieerd volgens ISO 10456.

Een lage lambda waarde is voordelig voor goede isolatie. Het is gebleken dat het gebruik van een polymeer gebaseerd bindmiddel beter thermisch isoleert dan cement.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm heeft de structuurvaste isolatielaag een minimale druksterkte van 100 kPa, bij voorkeur is de minimale druksterkte hoger dan 110 kPa, nog meer bij voorkeur is de minimale druksterkte hoger dan 120 kPa, nog meer bij voorkeur is de minimale druksterkte hoger dan 130 kPa, nog meer bij voorkeur is de minimale druksterkte hoger dan 140 kPa, nog meer bij voorkeur is de minimale druksterkte hoger dan 150 kPa.

Deze druksterkte is voldoende voor het gebruik als bouwmateriaal en een zeer goede compromis tussen gewicht, isolatie en structureel element. De druksterkte is aanzienlijk hoger dan die van vele polymeer gebaseerde voorgedrukte platen en schuimen.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm heeft de isolatielaag een soortelijk gewicht van 10 tot 50 kg/m³, bij voorkeur 15 tot 35 kg/m³, nog meer bij voorkeur 15 tot 30 kg/m³, nog meer bij voorkeur een soortelijk gewicht van 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 of 29 kg/m³.

Een licht, isolatiemateriaal kan voordelig in appartementen en dergelijke gebruikt worden. Hierdoor wordt veel gewicht uitgespaard. Bij renovaties is het dikwijls de bedoeling isolatie toe te voegen zonder de structuurelementen van de woning aan te passen. Hiervoor is cellenbeton dikwijls te zwaar.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de kit verder additieven die de eigenschappen van de EPS granulen, de latex of het isolatievloer verbeteren. Voor polymeren zijn een grote hoeveelheid additieven, onder meer voor het verbeteren

2018/5757

BE2018/5757 van brandbaarheid, duurzaamheid, sterkte, en chemische resistentie tegen allerhande producten bekend.

VOORBEELDEN

Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden kunnen toegevoegd worden zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen.

Geëxpandeerde polystyreen granulen

Geëxpandeerde polystyreen granulen werden als non-expanded beads aangekocht. Deze non-expanded beads zijn wit, en bevatten dus geen grafiet. Deze werden beperkt geëxpandeerd in een voorschuimer onder de invloed van stoom. De voorschuimer is voorzien van een mixer. Er werd gedurende 45s voorgeschuimd, met stoom met een druk van 0.25 bar. Deze stoom heeft een temperatuur tussen 104 en 120°C.

Na het voorschuimen worden de half-geëxpandeerde polystyreen granulen gedroogd in een droogbed. In dit droogbed wordt hete lucht van onder de half-geëxpandeerde granulen geblazen. De hete lucht heeft een temperatuur van ongeveer 60° aan het begin van het bed. Deze daalt tot ongeveer 40°C aan het eind van het bed. De granulen ondergaan doorgaans twee cycli doorheen het droogbed. De EPS granulen blijven ongeveer 2 minuten per cyclus in het droogbed aanwezig. De droge, half geëxpandeerde PS granulen worden in een silo opgeslagen, waar ze ook verder afkoelen.

De half geëxpandeerde polystyreen granulen worden volledig geëxpandeerd in een blokkenpers van 4m x lm x 1.2m. Hiervoor wordt oververhitte stoom gebruikt, bij een druk van 900 bar en een temperatuur van 210 °C, dewelke gedurende een korte piek van 6 seconden op de voorgeschuimde polystyreen granulen inwerkt.

Voorbeeld 1: Kit

De EPS granulen volgens voorgaand voorbeeld, met een diameter van 4 mm, werden gecombineerd met een latex gebaseerd op een dispersie copolymeer. Deze werden goed ingemengd, en in een gietvorm gegoten tot een hoogte van 8 cm. Voor 1 m³

2018/5757

BE2018/5757 eindmateriaal werd ongeveer 15-16 kg parels en 14 kg latex gebruikt. Deze worden samen ingemengd in een betonmolen gedurende 2 minuten. Hierna wordt de slurry in een gietvorm uitgegoten. De slurry harde uit tot een vaste isolatielaag na 4 uur. De lambda waarde van de vaste isolatielaag werd gemeten als 0.0356 W/mK. De druksterkte bedroeg 40 kPa.

Voorbeeld 2: Kit met lithium silicaat

Bij voorbeeld 2 werd het voorbeeld volgens voorbeeld 1 herhaald. Bij het inmengen van de latex en de EPS granulen werd verder 2 kg lithium silicaat verharder oplossing toegevoegd. Hiervan werd opnieuw een vaste isolatielaag geproduceerd.

Er werd 2 kg lithium silicaat verharder toegevoegd. De vaste isolatielaag had een lambda waarde van 0.0364 W/mK. De druksterkte van het materiaal eindresultaat was 157 kPa.

Voorbeeld 3: Kit met verschillende EPS diameters

Een isolatielaag volgens voorbeeld 2 werd geproduceerd. Hierbij werden verschillende diameters van EPS granulen werden getest voor hun invloed op de lambda waarde. Hierbij bleef de massafractie van de EPS granulen volgens voorbeeld 1-2 bewaard. Voor EPS granulen met diameters onder 1 mm werden problemen met stof ondervonden. Voor EPS granulen met diameters groter dan 6 mm daalde de isolatiewaarde van het eindresultaat sterk. Voor EPS granulen met een diameter tussen 1 en 6 mm lag de lambda waarde steeds tussen 0.0350 W/mK en 0.0370 W/mK. Voor EPS granulen met een diameter tussen 4 en 6 mm lag de lambda waarde steeds tussen 0.0350 W/mK en 0.0362 W/mK.

Voorbeeld 4: Kit met grijze EPS granulen

Voorbeeld 1 werd herhaald, maar de EPS granulen zijn nu grijze polystyreen granulen. Deze grijze granulen bevatten grafiet, en zijn de vakman bekend. Hieruit werd opnieuw een vaste isolatielaag gemaakt. Deze isolatielaag was ook grijs van kleur, en gaf aanleiding tot een lagere lambda waard van 0.0329 W/mK.

2018/5757

BE2018/5757 Voorbeeld 5: Kit met grijze EPS granulen en lithium silicaat

Voorbeeld 2 werd herhaald, met de grijze polystyreen granulen uit voorbeeld 4. Hier werd opnieuw bevonden dat lithium silicaat de druksterkte van het eindmateriaal sterk verbeterd. De druksterkte was 159 kPa, en de lambda waarde bij dit product was 0.03344 W/mK. De akoestische isolatie van het materiaal werd berekend op 17 dB / 10 cm. Het gebruik van silicaat verbeterde de druksterkte significant, maar had een negatieve impact op de isolerende eigenschappen.

Voorbeeld 6: Vloer

Bij een nieuwbouw op harde ondergrond werden beton funderingen aangelegd. Tussen de funderingen en de ondergrond werd een EPDM-folie voorzien als waterkering. Een slurry werd geproduceerd bevattende 16 kg grijze EPS parels, 13 kg latex en 2 kg lithium silicaat per lm³ isolatiemateriaal. Deze componenten werden ingemengd in een betonmolen gedurende 4 minuten, daarbij vormende een slurry. De slurry werd bovenop de EPDM-folie gegoten tot de hoogte van de funderingen, met een dikte van gemiddeld 8 cm. De minimale dikte was 5 cm. De slurry werd genivelleerd eerst met de getande zijde van een harp, en hierna met de vlakke zijde van de hark. De slurry harde uit tot een vaste, vlakke isolatielaag. Hierboven kwam een laag chape gevolgd door vloertegels.

Voorbeeld 7: Vloer

Bij een renovatie werd op een betonnen onderlaag de waterleidingen en kabelbuizen voor elektriciteit en communicatie blootgelegd en gedeeltelijk vernieuwd. Een slurry met dezelfde samenstelling en volgens dezelfde werkwijze als voorbeeld 5 werd geproduceerd in een betonmolen. De slurry werd bovenop de betonlaag gegoten. De slurry werd rondom de leidingen en buizen met een hark aangeduwd. De resulterende laag was 12 cm hoog en werd geëgaliseerd. De leidingen en buizen lagen, op hun aansluitingen na, volledig binnen de vlakke isolatielaag.

Voorbeeld 8: Tussenvloer

Een bestaande tussenvloer met houten draagbalken en daarop OSB-platen werd verder geïsoleerd en afgewerkt. Bovenop de OSB-platen werd een polypropyleen folie aangebracht. Een slurry met dezelfde samenstelling en volgens dezelfde

2018/5757

BE2018/5757 werkwijze als voorbeeld 5 werd geproduceerd. Deze werd bovenop de folie ingemengd tot een dikte van 4 cm. Deze werd volledig vlak getrokken. Hierboven werd houtlaminaat aangebracht.

Na deze verbetering was de vloer niet enkel thermisch beter geïsoleerd, maar ook aanzienlijk stiller ten opzichte van stappen of lopen op de tussenvloer. De aangebrachte isolatielaag had een dempend (akoestisch) vermogen.

Claims

1. Kit geschikt voor het samengesteld vormen van een isolerende vloerlaag omvattende een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen en een bindmiddel, met als kenmerk, dat het bindmiddel in hoofdzaak uit een polymeer bestaat en geschikt is voor het onderling binden van de granulen.

2. Kit volgens conclusie 1, waarbij het bindmiddel uit een adhesieve latex bestaat.

3. Kit volgens conclusie 2, waarbij de adhesieve latex in hoofdzaak uit een poederpolymeer bestaat, waarbij het poederpolymeer geschikt is voor het dispergeren tot genoemde adhesieve latex in water.

4. Kit volgens één van de voorgaande conclusies 2-3, waarbij de adhesieve latex een droge stof gehalte van 25 tot 60% omvat.

5. Kit volgens één van de voorgaande conclusies 1-4, waarbij de kit verder lithium silicaat omvat.

6. Kit volgens één van de voorgaande conclusies 1-5, waarbij de EPS granulen een diameter tussen 1 en 6 mm hebben, bij voorkeur tussen 3 en 6 mm.

7. Kit volgens één van de voorgaande conclusies 1-6, waarbij de massafractie van de EPS granulen in de kit tussen 0.40 tot 0.80 ligt, bij voorkeur tussen 0.45 en 0.60, het liefst tussen 0.50 en 0.55.

8. Kit volgens één van de voorgaande conclusies 1-7, waarbij de massafractie van het bindmiddel in de kit tussen 0.10 en 0.60 ligt, bij voorkeur tussen 0.20 en 0.55, nog meer bij voorkeur 0.30 tot 0.50, het liefst tussen 0.40 en 0.45.

9. Kit volgens één der voorgaande conclusies 1-8, waarbij de kit verder lithium silicaat omvat, waarbij de massafractie lithium silicaat bij voorkeur tussen 0.005 en 0.15 ligt, nog meer bij voorkeur tussen 0.02 en 0.10, het liefst tussen 0.03 en 0.07.

2018/5757

BE2018/5757

10. Werkwijze voor het aanbrengen van een isolerende vloerlaag op een ondergrond, omvattende (a) het aanbrengen van een bindmiddel op ten minste een deel van een oppervlak van een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen ter vorming van een slurry, (b) het aanbrengen van de slurry op de ondergrond, en (c) het uitharden van de slurry ter vorming van een isolerende vloerlaag.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de werkwijze verder (d) het egaliseren van de slurry omvat.

12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 10-11, waarbij (a) het aanbrengen van een bindmiddel op ten minste een deel van een oppervlak van een veelheid geëxpandeerde polystyreen (EPS) granulen ter vorming van een slurry en (b) het aanbrengen van de slurry op de ondergrond simultaan, separaat of sequentieel uitgevoerd kunnen worden.

13. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 10-12, waarbij het bindmiddel een poederpolymeer is, waarbij de werkwijze verder (e) het dispergeren van het poederpolymeer in water omvat.

14. Isolatielaag gevormd met een kit volgens conclusies 1-9 of door middel van de werkwijze volgens conclusies 10-13.

15. Isolatielaag volgens conclusie 14, waarbij de isolatielaag een lambda waarde lager dan 0.035 W/mK heeft, bij voorkeur lager dan 0.034 W/mK, het liefst lager dan 0.033.