CZ26872U1

CZ26872U1 - Tepelně-izolační hmota na bázi odpadního korku

Info

Publication number: CZ26872U1
Application number: CZ2014-29080U
Authority: CZ
Inventors: Jana Boháčová; Filip Khestl; Jan Urban; Pavel Mec; Stanislav Staněk
Original assignee: Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2014-04-28

Description

Technické řešení z oblasti stavebnictví se týká složení alkalicky aktivované hmoty s tepelně-izolačními vlastnostmi na bázi odpadního korku.

Dosavadní stav techniky

V současné době se na trhu vyskytuje široké množství nej různějších tepelně izolačních materiálů s rozdílnými vlastnostmi.

Mezi nejlépe tepelně izolující můžeme zařadit extrudovaný polystyren, pěnový polystyren, polyuretan, minerální a skelné izolace a pěnové sklo. Součinitel tepelné vodivosti těchto izolantů se pohybuje v rozmezí 0,02 až 0,09 W. m ^K'¹. Většina těchto materiálů dosahuje nízkých pevností v tlaku a proto je nutností současně v konstrukci použít jiný, únosný materiál. Při jejich použití zejména v kontaktním zateplovacím systému a systému sendvičového zdivá se naplno projevují jejich nevýhody a to především rozpustnost v organických rozpouštědlech, vysoká náročnost na kvalitu provedení a závislost na vlivech okolního prostředí.

Další skupinou tepelně izolačních materiálů jsou hmoty, do nichž je jako plnivo přidáváno lehké kamenivo. Tím dochází, na úkor výrazného snížení pevnostních vlastností, k částečnému snížení součinitele tepelné vodivosti a zlepšení tepelně-izolačních vlastností. Mezi tyto hmoty se řadí například polystyrenbeton a perlitbeton, keramzitbeton a různé další druhy malt a betonů. Součinitel tepelné vodivosti u těchto materiálů se pohybuje od 0,09 do 1,4 W.m^.K'¹. Nevýhodou je vysoká cena a náročnost na provedení.

Třetí skupina tepelných izolantů je tvořena hmotami, které jako bariéru pro vedení tepla využívají ve své struktuře přímo vzduchové póry. Mezi tyto patří především pórobetony a pěnobetony. Výhodou je nízký součinitel tepelné vodivosti pohybující se na hranici 0,085 až 0,2 W.m^.K'¹, nevýhodou jsou značně nízké pevnosti v tlaku pohybující se na hodnotách 0,3 až 5 MPa a vysoká nasákavost.

Téměř ve všech výše uvedených skupinách je jako hlavní matrice hmoty nebo výsledné nosné stavební konstrukce použit klasický stavební materiál na bázi cementu, pálené cihly atd.

Vzhledem k narůstajícím cenám energií sílí požadavky na vývoj alternativních bezcementových pojiv. Požadavkem na stavby je udržitelné využívání přírodních zdrojů, čímž je kladen důraz na využití sekundárních surovin. Tepelně-izolační hmota podle níže popsaného řešení těmto požadavkům plně vyhovuje.

Podstata technického řešení

Podstatou řešení je tepelně-izolační hmota, v níž je jako matrice použit zcela jiný nosný prvek, a to alkalicky aktivovaný systém na bázi vysokopecní granulované strusky a jako plnivo je použit odpadní korek - materiál vzniklý předrcením odpadu ze zateplování korkovými izolačními deskami.

Alkalicky aktivovaným systémem na bázi vysokopecní strusky je myšlena směs vysokopecní granulované strusky a upraveného vodního skla, které tak vytvářejí pojivovou složku. V řešení bylo použito komerčně dostupné sodné vodní sklo, u něhož byly zjištěny tyto vlastnosti: hustota = 1,342 g/cm³, molový silikátový modul = 3,115.

Termínem „upravené vodní sklo“ je míněno sklo, u kterého byl snížen silikátový modul z původní hodnoty 3,115 na hodnotu v rozmezí 1,7 až 2,5 pomocí 50 %-ního roztoku NaOH. Roztok hydroxidu sodného byl připraven z 500 g destilované vody, do které bylo přidáno 500 g hydroxidu sodného v pevném stavu. Hustota připraveného 50 %-ního roztoku NaOH činil 1,55 g/cm³.

- 1 CZ 26872 Ul

Upravené vodní sklo bylo připraveno přidáním 10,6 ml 50 %-ního roztoku NaOH na 100 ml původního vodního skla. Takto upravené vodní sklo má molový silikátový modul pohybující se v rozmezí 1,7 až 2,5 (v závislosti na složení vodního skla) a hustotu 1,36 g/cm³.

U komerčně dostupných vodních skel se hustota roztoku běžně pohybuje v rozmezí 1,30 až

1,65 g/cm³. V rámci řešení je možno použít jakékoli dostupné vodní sklo, nej důležitějším aspektem pro alkalickou aktivaci vysokopecní strusky je však jeho silikátový modul (tj. molámí poměr SiO₂ a Na₂Q).

Hmota vzniká smísením jednotlivých složek a dosahuje výborných tepelně izolačních parametrů.

Konkrétněji hmota obsahuje 57 až 69 % hmotn. vysokopecní granulované strusky, 20,5 až 25 % hmotn. upraveného vodního skla, 5 až 11 % hmotn. vody a 5,5 až 9 % hmotn. odpadního korku.

Hmota může dále obsahovat běžná aditiva, jakými mohou být plastifikátory, urychlovače a zpomalovače tuhnutí a pojivá.

Výhodou technického řešení oproti v současnosti používaným produktům je možnost využití alternativního pojivá, tedy vysokopecní strusky, která je jinak odpadním materiálem. Odpadá tím nutnost těžby a energeticky náročného výpalu slínku, jako je tomu u hmot s portlandským cementem. Spojením alternativního druhu pojivá s obnovitelným plnivem na bázi odpadního korku vzniká stavební hmota požadovaných vlastností.

Součinitel tepelné vodivosti hmoty připravené podle technického řešení se pohybuje v oblasti materiálů s velmi dobrými tepelně izolačními vlastnostmi (λ - 0,1 až 0,3 W.nU.K'¹).

Objasnění výkresu

Řešení je blíže ilustrováno s pomocí obrázku, na kterém je fotografické snímky připravené tepelně-izolační hmoty.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Na přípravu 100 kg tepelně-izolační hmoty bylo smí seno 61,56 kg vysokopecní granulované strusky, 22,06 kg upraveného vodního skla (z 19,16 kg vodního skla), 9,28 kg vody a 7,10 kg odpadního korku.

Příklad 2

Na přípravu 100 kg tepelně-izolační hmoty bylo smíseno 63,79 kg vysokopecní granulované strusky, 22,87 kg upraveného vodního skla (z 19,86 kg vodního skla), 5,99 kg vody a 7,35 kg odpadního korku.

Příklad 3

Na přípravu 100 kg tepelně-izolační hmoty bylo smíseno 63,79 kg vysokopecní granulované strusky, 22,87 kg upraveného vodního skla (z 19,86 kg vodního skla), 6,35 kg vody a 6,99 kg odpadního korku.

U vzorku připraveného podle příkladu 1 byly naměřeny následující vlastnosti:

Zkoumaná vlastnost	Naměřená hodnota
Objemová hmotnost ve vysušeném stavu	1033 kg/m^J
Nasákavost (hmot./obj.)	29,8/3,1 %
Pevnost v tahu ohybem	1,0 MPa
Pevnost v tlaku	5,3 MPa
Součinitel tepelné vodivosti	0,154 W.nU.K'¹
Součinitel tepelné vodivosti ve vlhkém stavu	0,227 W.nU.K'¹

-2CZ 26872 Ul

Průmyslová využitelnost

Tepelně-izolační hmota na bázi odpadního korku podle technického řešení je vhodná pro použití při prefabrikované výrobě stavebních dílců a výrobků.

Claims

5 1. Tepelně-izolační hmota na bázi odpadního korku, vyznačující se tím, že 100 kg hmoty obsahuje 57 až 69 kg vysokopecní granulované strusky, 20,5 až 25 kg upraveného vodního skla o molovém silikátovém modulu 1,7 až 2,5; 5 až 11 kg vody a 5,5 až 9 kg odpadního korku.
2. Tepelně-izolační hmota na bázi odpadního korku podle nároku 1, vyznačující se ío tím, že dále obsahuje aditiva, jako jsou plastifikátory, urychlovače a zpomalovače tuhnutí a pojivá.
3. Tepelně-izolační hmota na bázi odpadního korku podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že 100 kg připravené hmoty obsahuje 61,56 kg vysokopecní granulované strusky, 22,06 kg upraveného vodního skla, 9,28 kg vody a 7,10 kg odpadního korku.