CZ2013880A3

CZ2013880A3 - Tepelně izolační systém na bázi keramické cihly plněné sádrovou nebo cementovou pěnou

Info

Publication number: CZ2013880A3
Application number: CZ2013-880A
Authority: CZ
Inventors: Petr Ptáček; Tomáš Opravil; Eva Bartoníčková; František Šoukal
Original assignee: Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-09-16
Also published as: CZ305434B6

Abstract

Popisuje se tepelně izolační systém pro použití ve stavebnictví, který tvoří keramická cihla, jejíž dutiny jsou vyplněny sádrovou nebo cementovou pěnou připravenou smísením suspenze sádry nebo cementu a vody, případně plniva nebo látky ovlivňující tuhnutí s pěnou připravenou provzdušněním směsi vody a pěnotvorné látky. Předmětem vynálezu je také způsob výroby izolačního systému vpraveném sádrové nebo cementové pěny do dutin vypálené keramické cihly litím nebo vstřikováním. Po zatuhnutí se v dutině cihly vytvoří spojitá prostorová struktura izolačního materiálu, který je lehký, ekologicky nezávadný, a nehořlavý, lze jej snadno recyklovat a je výhodně využitelný ve stavebnictví.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká lehkého, ekologicky nezávadného izolačního systému na bázi keramické cihly plněné sádrovou nebo cementovou pěnou, případně s lehčeným kamenivem a/nebo látkou ovlivňující rychlost tuhnutí, výhodně využitelného ve stavebnictví.

Dosavadní stav techniky

Chemické složení anebo struktura tepelně izolačních materiálů omezuje prostup tepla. Jako izolační materiál se nejčastěji používá přírodní nebo syntetická guma, pěnový polystyren, fenolická pěna, polyetylénová pěna, polyuretanová pěna, aj. Z anorganických materiálů pak pěnové sklo, křemičitan vápenatý, expandované jíly, perlit a vermikulit, křemelina, lehčené betony (kamenivo, provzdušňování a zpěňování), aj. Mezi vláknité izolační materiály, které jsou složené z přírodních nebo průmyslově vyráběných vláken, pak patří buničitá izolace, dřevitá vlna, minerální vlákna, sklená a horninová vlna, uhlíková vlákna, aj. V případě, že není použité pojivo, označuje se materiál jako volná izolace. Vrstva izolačního materiálu včetně opláštění nebo povrchových vrstev se označuje jako izolační výrobek, v případě více navzájem spojených vrstev izolace pak jako kompozitní izolační výrobek. Může se jednat o kvádr, desku, panel, blok, rohož, roly, segment, tvarovku, plsť, volnou vlnu, atd. V kombinaci s více materiály nebo výrobky tvoří tepelně izolační materiál tzv. tepelně izolační systémy nebo kompozitní tepelně izolační systémy v případě, že jsou navzájem jednotlivé složky spojeny bez vzduchových mezer.

Podstata vynálezu

Tepelně izolační systém podle vynálezu není odvozen z žádného typu tepelně izolačního materiálu uvedeného v české technické normě ČSN EN ISO 9229, která je českou verzí evropské normy EN ISO 9229:2007.

Předmětem vynálezu je tepelně izolační systém pro použití ve stavebnictví^sestávající z keramické cihly, jejíž dutiny jsou vyplněny sádrovou nebo cementovou pěnou, připravenou smísením suspenze sádry nebo cementu s vodou v hmotnostním poměru voda / sádra nebo voda / cement 0,3 až 0,8 s pěnou připravenou provzdušněním směsi vody a pěnotvomé látky, kdy objemová hmotnost sádrové nebo cementové pěny činí nejméně 25 kgxm’ .

Objem přidané pěny se volí s ohledem na požadovanou objemovou hmotnost izolantu. Objemový poměr suspenze sádry nebo cementu s vodou k pěně je výhodně 1 : 1 až 1 : 5. U velmi hutných pěn hrozí, že se mezi voštinami cihly neudrží a prodlužuje se také čas, za který izolační systém (tj. cihla s dutinami vyplněnými sádrovou pěnou) dosáhne manipulační pevnosti. Zatímco izolační systém s velmi lehkou pěnou je prakticky ihned manipulovatelný, při velkém objemu přidané pěny může být izolační výplň po zatuhnutí velmi křehká anebo je připravená pěna nestabilní a rychle padne.

Do záměsi lze výhodně přidávat plniva, jako např. lehčené kamenivo, obrus, vlákna anebo látky ovlivňující rychlost tuhnutí, jako například superplastifikátory.

Předmětem vynálezu je také způsob výroby izolačního systému, kdy se sádrová nebo cementová pěna vpraví litím za normálního tlaku nebo vstřikováním do dutin vypálené keramické cihly za použití pěnícího zařízení s výstupním otvorem uzpůsobeným rozměrům a tvaru dutin plněného cihelného prvku a nechá se ztuhnout. Po zatuhnutí pojivá, se získá tuhá pěna, jejíž struktuře udílí pevnost a mechanickou soudržnost vazba na bázi hydrátů. Pěna je stabilizována snížením obsahu vody, která je spotřebována při hydrataci pojivové fáze a odsáta do porézního střepu cihly. Množstvím pěny, která je do suspenze pojivá zamíchána, lze získat pěny vylehčené až na objemovou hmotnost 25 kgxm’³, které se tak z hlediska objemové hmotnosti vyrovnají expandovanému polystyrenu (EPS).

Při hydrataci a tuhnutí je z pěny odsávána voda a tím se stabilizuje struktura tuhé pěny hydratačních produktů. Voda je z pěny odsávána také porézním střepem keramické cihly.

Strukturu této pěny tvoří vzduchem vyplněné bublinky, přičemž objemově může být vzduch zastoupen až z 90 %. Pevný podíl pěny tvoří spojitou prostorovou strukturu, jejíž mechanické t i vlastnosti zajišťuje vazba na bázi hydrátů. Výsledkem je velmi lehký, ekologicky nezávadný, nehořlavý tepelně izolační systém, který lze snadno recyklovat.

Zatuhnutím uvedeným způsobem připravené sádrové pěny, jíž se vyplní dutiny keramické cihly, vzniká izolační systém. Sádrovec, který je produktem hydratace sádrových pojiv, je běžnou složkou zemin a hlín a nepředstavuje tak ekologické riziko a pojivý systém může být mnohem snáze recyklován. Vystavením zvýšené teplotě dehydratuje sádrovec přes hemihydrát na anhydrit za uvolnění plynné vody. Proces je endotermní a systém se tak ochlazuje. Není zde tedy nebezpečí podporování hoření nebo uvolňování toxických plynů při hoření. Endotermní rozklad vykazují také produkty hydratace cementového pojivá. Oproti použití sádrových pojiv, je zde však nevýhoda delšího času pro zatuhnutí pěny, než systém získá manipulační pevnost. Izolační systém podle vynálezu je výhodně využitelný ve stavebnictví.

Objasnění výkresů

Obr. 1: Izolační systém keramické cihly plněné sádrovou pěnou.

Vynález je dále vysvětlen pomocí příkladů provedení, které však žádným způsobem neomezují jiná možná provedení v rozsahu nároků na ochranu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1: Příprava izolačního systému na bází keramické cihly plněné sádrovou pěnou (obr. 1).

Do pasty vzniklé rozmícháním sádry ve vodě v hmotnostním poměru voda/ sádra 0,3 se přidala pěna, která se připravila smísením a napěněním směsi komerčně dostupné povrchově aktivní látky s vodou. Poměr záměsi k přidávané pěně byl 1 : 5. Do záměsi se před přidáním pěny přidalo lehčené kamenivo. Pěna se vpravila do dutin vypálené keramické cihly litím. Zatuhnutím uvedeným způsobem připravené sádrové pěny, jíž se vyplnily dutiny keramické cihly, vznikl izolační systém s objemovou hmotností 25 kg · nf .

Příklad 2: Příprava izolačního systému na hází keramické cihly plněné cementovou pěnou

Do cementové kaše připravené smícháním cementu s vodou v hmotnostním poměru voda/cement 0,5 se přidala pěna, připravená stejným postupem, jak je uveden v příkladu 1. Poměr záměsi k přidávané pěně byl 1 : 2. Pěna se vpravila do dutin vypálené keramické cihly vstřikováním. Zatuhnutím připravené cementové pěny vyplňující dutiny keramické cihly se získal izolační systém podle vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Izolační systém podle vynálezu je velmi lehký, ekologicky nezávadný, nehořlavý, lze jej snadno recyklovat a je výhodně využitelný ve stavebnictví.

Upravené patentové nároky! 9.6.2015

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Izolační systém pro použití ve stavebnictví, vyznačující se tím, že sestává z keramické cihly, jejíž dutiny jsou vyplněny sádrovou nebo cementovou pěnou, připravenou smísením suspenze sádry nebo cementu s vodou v hmotnostním poměru voda / sádra nebo voda / cement 0,3 až 0,8 s pěnou připravenou provzdušněním směsi vody a pěnotvomé látky, kdy objemová hmotnost sádrové nebo cementové pěny činí □

nejméně 25 kgxm' .
2. Izolační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že objemový poměr suspenze sádry nebo cementu s vodou k pěně připravené provzdušněním směsi vody a pěnotvomé látky je 1 : 1 až 1 : 5.
3. Izolační systém podle nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že sádrová nebo cementová pěna dále obsahuje plniva vybraná ze skupiny zahrnující lehčené kamenivo, obrus, vlákna a/nebo látky ovlivňující rychlost tuhnutí.
4. Způsob výroby izolačního systému podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se sádrová nebo cementová pěna vpraví litím nebo vstřikováním do dutin vypálené keramické cihly a nechá se ztuhnout.