DE102005005259A1

DE102005005259A1 - Mineralisches Dämmelement und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE102005005259A1
Application number: DE200510005259
Authority: DE
Original assignee: Xella Daemmsysteme GmbH
Current assignee: Xella Deutschland De GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-05
Also published as: US20060177368A1; EP1688401B1; JP4630829B2; US7758955B2; EP1688401A2; JP2006213594A; ATE512940T1; DK1688401T3; PL1688401T3; DE102005005259B4; EP1688401A3; ES2366707T3

Abstract

Mineralisches, aluminiumgetriebenes Dämmelement, insbesondere Dämmplatte, Dämmbalken oder Dämmelement einer beliebigen anderen Raumform, auch Schüttgut, mit einer Struktur aus einem Matrixsteggerüst aus hauptsächlich Calciumsilikathydrat, vorzugsweise Tobermorit, wobei die Matrixstege Treibporen umgeben, wobei Matrixstege aus einem Gesteinsmehl einer Feinheit bis maximal 6000 cm·2·/g, insbesondere zwischen 2000-5000 cm·2·/g, stammende Gesteinsmehlteilchen enthalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein aluminiumgetriebenes mineralisches Dämmelement, wie eine Dämmplatte, einen Dämmbalken oder eine beliebige andere Raumform, auch als Schüttgut, mit Calciumsilikathydraten als gerüst- und festigkeitsbildenden Mineralphasen. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung des Dämmelements.
Bei der Herstellung mineralischer Dämmelemente werden eine niedrige Wärmeleitfähigkeit (WLF) und eine geringe Rohdichte bei gleichzeitig relativ hoher mechanischer Festigkeit angestrebt.

Die DE 101 31 360 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Porenbetondämmplatten mit Aluminium in Form von Paste als Porenbildner, wobei z. B. Rohdichten zwischen 100 und 120 kg/m³ bei einer Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,045 W/mK und einer Druckfestigkeit von 0,5 N/mm² erzielt werden.

Beim Auftreiben durch Aluminium z. B. in Form von Aluminiumpulver oder -paste kommt es in den gegossenen Frischmassen mit abnehmendem Abstand zur Oberfläche durch den abnehmenden hydrostatischen Druck zu unterschiedlich aufgeweiteten Treibporen. Die Porositätsverteilung in den erhaltenen Dämmelementen ist somit nicht homogen. Die größeren Poren verhindern, dass geringere Wärmeleitfähigkeiten als z. B. 0,045 W/mK erreicht werden.

Zudem erhält man grundsätzlich relativ große Treibporen, so dass auch dadurch angestrebte geringere Wärmeleitfähigkeiten nicht erzielbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein mineralisches calciumsilikathydratgebundenes aluminiumgetriebenes Dämmelement einer geringen Wärmeleitfähigkeit von insbesondere unter 0,045 W/mK und hoher Festigkeit bei geringer Rohdichte, insbesondere aus einem kostengünstigen Versatz, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zur Lösung der Aufgabe wurde zunächst versucht, durch Verwendung feinerer Aluminiumteilchen als üblich z. B. in einer Paste oder in Form eines Pulvers kleine Poren entstehen zu lassen. Es stellte sich jedoch heraus, dass die feineren Aluminiumteilchen vor der Wasserstoffbläschen bildendenden Reaktion mit Wasser stark agglomeriert sind, was zu noch größeren Poren führte als bei Verwendung von Aluminiumteilchen einer Korngröße, die üblicherweise verwendet wird.

Die Erfindung ist daher einen neuen, nicht naheliegenden Weg gegangen, indem bei Verwendung von in der Regel plättchenförmigen Aluminiumteilchen üblicher Feinheit die Bläschenbildung gehemmt und/oder dafür gesorgt wird, dass die Aluminiumteilchen weitgehend desagglomeriert mit Feststoffteilchen der Frischmassensuspension in Verbindung stehen. Auf diese Weise entstehen kleinere Treibporen als im Verfahren nach dem Stand der Technik, so dass auch geringere Wärmeleitfähigkeiten erzielt werden können, wobei zudem geringere Rohdichten bei ausreichend bis sehr guten Festigkeiten zur Verfügung gestellt werden können.

Die Erfindung sieht demgemäß die Verwendung von Mitteln vor, die kleine Treibporen entwickeln, indem z. B. eine Affinität von Aluminiumteilchen beziehungsweise kleinen in den Aluminiumprodukten vorliegenden Aluminiumteilchenagglomeraten zur Feststoffteilchenoberfläche in der Frischmassensuspension erzeugt wird und eine gewisse Bindung bewirkt wird. Stattdessen oder in Kombination können auch desagglomerierende Mittel bezüglich der Aluminiumteilchen verwendet werden. Dadurch wird in überraschender Weise die Bildung der Treibporen gehemmt oder behindert und zwar derart, dass auch der unterschiedliche hydrostatische Druck in einer Suspension weitgehend ohne Einfluss bleibt. Die Mittel werden im weiteren im Rahmen der Erfindung auch als „Treibporenhemmer" bezeichnet.

Besonders gut gelingt die angestrebte Bildung von relativ kleinen Treibporen insbesondere gleichmäßiger Größe bei Verwendung von sogenannten tetrafunktionellen Polysiloxanen. Diese Polysiloxane werden z. B. in der EP-PS 186847 B1 beschrieben. Es handelt sich um ein Alkylsilikonharz mit Alkoxygruppen, das aminofunktionelles Polydimethylsiloxan enthält. Es enthält neben den für Siloxane typischen Polydimethyl-Siloxanketten auch Trimethoxy- und Tetraethoxygruppen am Silicium und weist im ausreagierten Zustand eine Netzwerkstruktur auf, die es für die Anlagerung an silikatische Feststoffoberflächen geeignet macht. Es enthält neben tetrafunktionellen Gruppen somit auch di- und trifunktionelle Gruppen.

Das im Rahmen der Erfindung bevorzugt verwendete Produkt ist das Produkt SMK 1311, beziehungsweise Wacker BS SMK 1311 der Firma Wacker Chemie, GmbH in Burghausen, das als tetrafunktionelles Polysiloxan enthaltendes Produkt zur erfindungsgemäßen Bildung kleiner Gasbläschen aus Aluminiumteilchen besonders wirksam ist. Verbindungen des beschriebenen Typs werden im Folgenden kurz als "tetrafunktionelles Polysiloxan" bezeichnet.

Ihre bisherige Verwendung erfolgte zum Beispiel zum Wasserabweisendmachen von beispielsweise Porenbeton, Gips, in Wasser verdünnbaren Anstrichfarben, als Dispergiermittel bei der Polymerisation von Monomeren, sowie bei Anwendungen, bei denen organische Siliziumverbindungen in mit Wasser verdünnter Form eingesetzt werden können.

In üblichen Dämmplattenrezepturen, die sich bekanntlich von Porenbetonrezepturen deutlich unterscheiden, entwickeln die tetrafunktionellen Polysiloxane offenbar völlig andere Eigenschaften im Vergleich zu den bekannten Eigenschaften. In Dämmplattenfrischmischungen entwickeln die tetrafunktionellem Polysiloxane offenbar die Eigenschaft, die Bildung von relativ kleinen Bläschen zu bewirken, möglicherweise indem sie sich auf insbesondere mineralischen Partikeloberflächen anlagern und eine Affinität der Partikeloberfläche zu Aluminiumteilchen bewirken.

Der Fachmann weiß aus der Vielzahl der in der EP-PS 186847 B1 genannten Polysiloxane, insbesondere in Kombination mit den dort genannten zusätzlichen Verbindungen, wie Salzen wasserlöslicher organischer oder anorganischer Säuren sowie organischen Siliziumverbindungen mit basischem Stickstoff, diejenigen durch einfaches Ausprobieren auszuwählen, die für die Hemmung der Bläschenbildung, bzw. für die mögliche Ausbildung einer Affinität der mineralischen Partikeloberflächen zu metallischem Aluminium, die geeignetsten sind.

Der Fachmann wird auf der Basis der Lehre der vorliegenden Erfindung weitere entsprechend auf die Aluminiumteilchen wirkende Mittel und/oder weitere Mittel auffinden, die die Bläschen bzw. Treibporenbildung bei der Reaktion der Aluminiumteilchen beziehungsweise der in den üblicherweise verwendeten Aluminiumprodukten vorliegenden relativ kleinen Agglomeraten von Aluminiumteilchen mit Wasser behindern und/oder hemmen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mineralische calciumsilikathydratgebundene Dämmelemente insbesondere mit einer Rohdichte zwischen 75 und 110 kg/m³ unter Verwendung von feinteiligem Aluminium, insbesondere in Form von an sich bekannter, üblicherweise verwendeter, Aluminiumpaste als Porosierungsmittel hergestellt werden, wobei mehr als 40 Vol.-%, insbesondere mehr als 50 Vol.-% der Treibporen im Durchmesser kleiner als 1,0 mm und mehr als 75 Vol.-%, insbesondere mehr als 85 Vol.-% im Durchmesser kleiner als 2,0 mm sind, insbesondere bei einer Gesamtporosität von 90 bis 98 Vol.-%, insbesondere von 95 bis 97 Vol.-%. Dabei werden plättchenförmige Aluminiumteilchen z. B. in der Paste in üblicher Feinheit z. B. mit einem d₅₀-Wert von 32 bis 35 μm verwendet.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Erhalt einer Frischmischung für Dämmelemente z. B. vermischt:

– Wasser
– mindestens eine hydraulische Bindemittelkomponente, z. B. Portlandzement
– mindestens eine reaktionsfähige SiO₂-Komponente, z. B. Quarzmehl
– mindestens eine reaktionsfähige CaO-Komponente, z. B. Branntkalk und/oder Kalkhydrat,
– mindestens ein Sulfatträger, z. B. Gips oder Anhydrit,
– mindestens ein feinteiliges Aluminium, insbesondere Aluminiumpaste und/oder -pulver,
– mindestens ein Treibporen hemmendes Mittel, sowie
– gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe, wie Kalksteinmehl, Flugasche, Porenbetonmehl oder Dämmplattenmehl und
– gegebenenfalls übliche Zusatzmittel.

Als Treibporenhemmer wird insbesondere das oben beschriebene tetrafunktionelle Polysiloxan eingesetzt.

Die Zugabe des Treibporenhemmers erfolgt zweckmäßigerweise vor der Zugabe des Aluminiums und vorteilhafterweise vor oder während der Zugabe des Zements in die Mischung. Anschließend erfolgt die Zugabe des Aluminiums. Vermutlich lagern sich während des Rührens der Mischung die Aluminiumteilchen auf der mit dem Treibporenhemmer belegten Feststoffpartikeloberfläche an, die durch den Treibporenhemmer eine Affinität zu Aluminium entwickelt.

Es gelingt somit, die in der wässrigen Aluminiumpaste nicht oder kaum agglomerierten Aluminiumteilchen in die stark alkalische Mischung weitgehend ohne Agglomeration einzubringen, obwohl das alkalische Milieu die Oberflächenladung des Aluminiums stark ändert, so dass für den Emulgator der pH-neutralen Al-Paste nicht mehr die ursprünglichen Voraussetzungen für eine Dispersion der Aluminiumteilchen vorliegen. Bevorzugt wird eine Aluminiumpaste eingesetzt, wie sie in der DE-PS-2557689 beschrieben ist. Sie enthält vorteilhafterweise bis zu 80 Gew.-% Aluminium, sowie Wasser und einen Emulgator.

Die wässrige Mischung für die Dämmelemente wird wie üblich in eine Gussform gegeben und treiben und ansteifen gelassen. Aus dem angesteiften, entformten Block werden Elemente geschnit ten, die auf herkömmliche Weise in einem Autoklaven gehärtet werden, vorzugsweise bis als Hauptmineralbindephase in den Dämmelementen Tobermorit vorliegt.

Vorzugsweise beträgt der Gehalt der Mischung an tetrafunktionellem Polysiloxan 0,1 bis 0,4 Gew.-%, besonders bevorzugt ist ein Gehalt von 0,2 bis 0,3 Gew.-%. Der Gehalt bezieht sich auf den Feststoffanteil der Mischung.

Bevorzugte hydrothermal zu härtende Mischungen ergeben sich aus den folgenden Zusammensetzungen. Dabei ist der Gehalt der Einzelkomponenten in der Mischung in Gewichtsprozent angegeben und bezieht sich auf den Feststoffanteil der Mischung. Außerdem bezieht sich der Gehalt an SiO₂, CaO und SO₃ jeweils auf die reine Komponente, das heißt auf ihre für die Funktion in der Mischung wesentlichen reaktionsfähigen Bestandteile. Somit ist beispielsweise die SiO₂-Komponente auf ihr SiO₂-Äquivalent bezogen angegeben, das heißt es wird eine derartige Menge der SiO₂-Komponente eingewogen, dass die Gesamtmenge an SiO₂ derjenigen Menge entspricht, die beim Einwiegen reinen Quarzmehls entsprechenden Gehalts vorgesehen ist. Entsprechend ist der Gehalt der CaO-Komponente auf das CaO-Äquivalent bezogen, dasjenige der SO₃-Komponente auf das SO₃-Äquivalent. Die Feinheiten sind in Blaine-Werten angegeben.

hydraulische Bindemittelkomponente (Feinheit: 2000–5000 cm²/g)	30–50 Gew.-%, insb. 35–45 Gew.-%
SiO₂-Komponente (Feinheit: 5000–12000 cm²/g, insb. 8000–11000 cm²/g)	15-45 Gew.-%, insb. 20–40 Gew.-%
CaO-Komponente	5–15 Gew.-%, insb. 8–12 Gew.-%
SO₃-Komponente	3–7 Gew.-%, insb. 4–6 Gew.-%

Aluminiumpaste	0,5–1 Gew.-%, insb. 0,6–0,7 Gew.-%
Treibporenhemmer	0,1–0,4 Gew.-%, insb. 0,2 –0,3 Gew.-%
Gesteinsmehl und/oder andere inerte oder puzzolanische	0–30 Gew.-%, insb. 15–25 Gew.-%
Zusatzstoffe (Feinheit: 2000–5000 cm²/g)
Zusatzmittel	0–1 Gew.-%
Wasser-Feststoff-Verhältnis	1,2–1,5, insb. 1,3–1,4

Ein erfindungsgemäßes calciumsilikathydratgebundenes aluminiumgetriebenes Dämmelement besitzt vorzugsweise eine Rohdichte zwischen 75 und 110 kg/m³, wobei mehr als 40 Vol.-%, insbesondere mehr als 50 Vol.-% der Treibporen kleiner als 1,0 mm und mehr als 75 Vol.-%, insbesondere mehr als 85 Vol.-% kleiner als 2,0 mm sind. Die Gesamtporosität liegt vorzugsweise zwischen 90 und 98 Vol.-%, insbesondere zwischen 95 und 97 Vol.-% bei einem Anteil der Treibporen an der Gesamtporosität von vorzugsweise 80 bis 90 Vol.-%, insbesondere 83 bis 87 Vol.-%. Die Treibporengrößen werden z. B. lichtmikroskopisch an Schliffbildern bestimmt (siehe z. B. 2). Bei bekannten Dämmplatten sind dagegen lediglich ca. 35 Vol.-% der Poren kleiner als 1 mm. Die Gesamtporosität setzt sich aus den vom Calciumsilikathydratgerüst umgebenen Treibporen und aus Kapillarporen innerhalb des Gerüsts zusamnen. Die Wärmeleitfähigkeit der erfindungsgemäßen Dämmelemente beträgt vorzugsweise höchstens λ_10tr = 0, 045 W/mK, vorzugsweise höchstens λ_10tr = 0,042 W/mK, und liegt beispielsweise zwischen 0,040 und 0,041 W/mK bei einer Rohdichte von 90–110 kg/m³, vorzugsweise von 100–105 kg/m³ und beispielsweise zwischen 0,038 und 0,039 W/mK bei einer Rohdichte von 80–90 kg/m³, insbesondere 83–86 kg/m³. (λ_10tr bezeichnet die Wärmeleitfähigkeit im trockenen Zustand bei 10°C.)

Offensichtlich hemmt tetrafunktionelles Polysiloxan die Bläschenbildung und damit die Treibwirkung von Aluminium dahingehend, dass zwar mit Rohdichten zwischen 75 und 110 kg/m³ ein hoher Grad an Porosität erzielt wird, jedoch die Treibporen in der Mischung während des Treibens relativ klein bleiben und sich nicht zu größeren Poren vereinigen. Durch die Menge des zugegebenen Treibporenhemmers können die Größe und Anzahl der Treibporen und damit die Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit sowie Festigkeit gezielt gesteuert werden. Eine größere Menge des Treibporenhemmers verringert die Größe der Treibporen stärker als eine kleinere Menge. Entsprechend erhöht sich die Anzahl der Treibporen, da sich das Gesamtvolumen der Treibporen nicht ändert. Innerhalb des bevorzugten Bereichs der zugegebenen Menge werden die erwünschten kleinen Treibporengrößen erzielt, ohne jedoch die Bildung der Treibporen beziehungsweise deren Wachstum so weit zu unterdrücken, dass große Rohdichten und damit hohe Wärmeleitfähigkeiten entstehen würden.

Zweckmäßigerweise wird zunächst ein mineralischer Bestandteil der Wasser-Feststoff-Suspension, der kein hydraulisches Bindemittel ist, zum Beispiel Quarzmehl oder Kalksteinmehl, mit dem Treibporenhemmer vorbehandelt, vermengt und anschließend der Wasser-Feststoff-Suspension zugegeben. Auch in diesem Fall zeigt der Treibporenhemmer die Wirkung, dass über 40 Vol.-%, insbesondere über 50 Vol.-% der Treibporen in den erhaltenen Dämmplatten kleiner als 1 mm und mehr als 75 Vol.-%, insbesondere mehr als 85 Vol.-% aller Treibporen kleiner als 2 mm sind, mit einer Rohdichte der Dämmplatten von beispielsweise 85 kg/m³ bis 100 kg/m³. Dies ist insbesondere im Falle der Behandlung von Kalksteinmehl mit tetrafunktionellem Polysiloxan überraschend, da Siloxane nur dafür bekannt sind, an silikatischen Oberflächen, wie beispielsweise von Flugaschen oder Quarzmehl zu reagieren. Eine entsprechende Wechselwirkung mit Kalzit war bisher nicht bekannt.

Die reaktionsfähige SiO₂-Komponente wird in der herkömmlichen, großen Feinheit von 5000–12000 cm²/g, insbesondere 8000–11000 cm²/g nach Blaine verwendet, um ein vollständiges Reagieren zu Calciumsilikathydraten insbesondere zu Tobermorit bei der hydrothermalen Härtung im Autoklaven zu gewährleisten. Da die feine SiO₂-Komponente, wie insbesondere Quarzmehl, aufwendig in der Herstellung und daher teuer ist, wird das Quarzmehl erfindungsgemäß vorteilhafterweise teilweise durch kostengünstiges Gesteinsmehl, wie Kalksteinmehl, mit einer Feinheit von 2000–5000 cm²/g ersetzt, wodurch die Kosten eines Versatzes für mineralische Dämmelemente bei beinahe unverändert guten Eigenschaften gesenkt werden können.

Vorzugsweise wird der Anteil der CaO-Komponente und der hydraulischen Bindemittelkomponente im Versatz dabei derart reduziert, dass trotz des Ersatzes der reaktionsfähigen SiO₂-Komponente durch Gesteinsmehl das Verhältnis von insbesondere bei der Hydrothermalhärtung reaktionsfähigen CaO zu SiO₂ gleich bleibt.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Zusatzstoffe Porenbetonmehl bzw. Dämmplattenmehl ungetrocknet mit dem üblichen hohen Feuchtigkeitsgehalt eingesetzt ohne die Rezeptur dadurch zu stören. Dies erspart ein zeitaufwendiges und kostenintensives Trocknungsverfahren und zeigt, dass wahrscheinlich der Treibporenhemmer trotz der Belegung der Partikeloberfläche mit Wassermolekülen an die Oberfläche ankoppeln kann und die erfindungsgemäße Treibporenhemmung ausübt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von drei Beispielen näher erläutert.
In einem ersten Beispiel werden Quarzmehl und Anhydrit in Verhältnissen, wie in der folgenden Tabelle 1 angegeben, mit Wasser vermischt. Die Prozentangaben in Tabelle 1 sind Gewichtsprozent. Anschließend wird ein tetrafunktionelles Polysiloxan aufweisendes Produkt, nämlich SMK 1311 der Firma Wacker, Burghausen, mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% auf die Gesamtmenge des Feststoffanteils zugegeben. Daraufhin wird 0,7 Gew.-% Aluminium als Paste zugemischt, die Al-Teilchen in einer Feinheit von d₅₀ = 32–35 μm aufweist. Anschließend werden Portlandzement und Branntkalk (CaO) in Mengen wie aus Tabelle 1 zu sehen in die Mischung gegeben und mit dieser verrührt. Das Wasser-Feststoff-Verhältnis beträgt 1,3. Die Mischung wird nun in übliche Gussformen verfüllt und auftreiben und ansteifen gelassen. Nach 24 Stunden werden die entstandenen, angesteiften, noch plastischen Formkuchen mit Vakuumsaugern den Formen entnommen und mit Drähten in Platten geschnitten. Die Platten werden anschließend autoklaviert und dadurch gehärtet. Tabelle 1
In einer Vergleichsmischung eines zweiten Beispiels werden die gleichen Mischungsbestandteile wie im ersten Beispiel in denselben Mengenverhältnissen und derselben Reihenfolge wiederum mit einem Wasser-Feststoff-Verhältnis von 1,3 vermischt, jedoch ohne einen Treibporenhemmer zuzugeben, und zu Dämmplatten verarbeitet.
Die Ergebnisse der beiden Beispiele sind in 1 dargestellt. 1 zeigt die Summenhäufigkeitsverteilung der Treibporengröße der gemäß dem ersten Beispiel hergestellten Dämmplatte mit tetrafunktionellem Polysiloxan (gestrichelte Linie) und der Treibporengröße der gemäß dem zweiten Beispiel hergestellten Dämmplatte ohne tetrafunktionelles Polysiloxan (durchgezogene Linie).
Aus 1 ergibt sich, dass 53 Vol.-% aller Treibporen der erfindungsgemäßen Dämmplatten mit tetrafunktionellem Polysiloxan im Durchmesser kleiner als 1 mm, 87 Vol.-% im Durchmesser kleiner als 2 mm sind. Die Trockenrohdichte der Platte beträgt 102 kg/m³, der λ_10tr-Wert 0,0404 W/mK.
Nur 35 Vol.-% aller Treibporen hingegen in den sich ergebenden Dämmplatten des zweiten Beispiels sind kleiner als 1 mm, 65 Vol.-% kleiner als 2 mm (durchgezogene Kurve). Die Trockenrohdichte beträgt 104 kg/m³; die Wärmeleitfähigkeit λ_10tr liegt mit 0,0441 W/mK ca. 10% über dem Wert der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dämmplatten.
Die Gleichmäßigkeit der Treibporen der Dämmplatte gemäß dem ersten Beispiel ist aus 2 erkennbar. 2 zeigt eine lichtmikroskopische Aufnahme einer Dämmplatte gemäß dem ersten Beispiel. Treibporen 1 sind durch Stege 2 voneinander getrennt. Mikroporen in den Stegen 2 sind bei der vorliegenden Vergrößerung nicht zu erkennen, jedoch vorhanden. Von der Gesamtporosität des Dämmelements sind 86 Vol.-% Treibporen 1, und 14 Vol.-% Mikroporen. Man erkennt die Gleichmäßigkeit der im wesentlichen kugelartigen Treibporengröße und dass ein Großteil der Treibporen kleiner als 1 mm im Durchmesser ist. Die Gesamtporosität liegt bei 95–97 Vol.-%.
In einem dritten Beispiel wird in einer Mischung gemäß dem ersten Beispiel ein Teil des Quarzmehls durch Kalksteinmehl mit der Feinheit von 3000 cm²/g nach Blaine ersetzt, wobei der CaO- und der Portlandzementgehalt so verringert werden, dass das Verhältnis von reaktionsfähigem CaO zu SiO₂ wie in der von Tabelle 1 gezeigten Mischung erhalten bleibt. Die genaue Mischungszusammensetzung der mineralischen Bestandteile ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Es ergeben sich Dämmplatten, deren Treibporen wiederum eine sehr gleichmäßige Größenverteilung aufweisen. Mehr als 50 Vol.-% der Treibporen sind kleiner als 1 mm und mehr als 75 Vol.-% sind kleiner als 2 mm.

Claims

Mineralisches, Calciumsilikathydrate als Gerüst und vom Gerüst umgebene Treibporen aufweisendes, aluminiumgetriebenes Dämmelement, insbesondere Dämmplatte, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 40 Vol.-%, insbesondere mehr als 50 Vol.-% der Treibporen im Durchmesser kleiner als 1 mm und mehr als 75 Vol.-%, insbesondere mehr als 85 Vol.-% der Treibporen im Durchmesser kleiner als 2 mm sind und vorzugsweise die Wärmeleitfähigkeit λ_10tr weniger als 0,045 W/mK beträgt.
Dämmelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit λ_10tr zwischen 0,042 W/mK und 0,045 W/mK liegt.
Dämmelement nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit λ_10tr weniger als 0,042 W/mK beträgt.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdichte 75 bis 110 kg/m³ beträgt.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesteinsmehl, insbesondere Kalksteinmehl, enthalten ist.
Dämmelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Gesteinsmehl bis 30 Gew.-%, insbesondere 15–25 Gew.-%, beträgt.
Dämmelement nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesteinsmehl eine Feinheit von 2000 bis 5000 cm²/g aufweist.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfestigkeit zwischen 0,20 und 0,41 N/mm² liegt.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralhauptphase des Gerüsts Tobermorit ist.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit λ_10tr bei einer Rohdichte von 90 kg/m³–110 kg/m³, insbesondere von 100 kg/m³–105 kg/m³, zwischen 0,040 und 0,041 W/mK liegt.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit λ_10tr bei einer Rohdichte von 80 kg/m³–90 kg/m³, insbesondere von 83 kg/m³–86 kg/m³, zwischen 0,038 und 0,039 W/mK liegt.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass tetrafunktionelles Polysiloxan, insbesondere gemäß der EP-PS 186847 B1 enthalten ist.
Dämmelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das tetrafunktionelle Polysiloxan in Mengen von 0,1 Gew.-% –0,4 Gew.-%, insbesondere von 0,2 Gew.-%–0,3 Gew.-% enthalten ist.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtporosität 90 bis 98 Vol.-% beträgt.
Dämmelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass 80 bis 90 Vol.-%, insbesondere 83 bis 87 Vol.-% der Gesamtporosität aus Treibporen besteht.
Verfahren zur Herstellung mineralischer calciumsilikathydratgebundener Dämmelemente, insbesondere Dämmplatten, insbesondere Dämmelemente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Wasser, mindestens eine reaktionsfähige SiO₂-Komponente, insbesondere Quarzmehl, mindestens eine hydraulische Bindemittelkomponente, insbesondere Portlandzement, mindestens eine reaktionsfähige CaO-Komponente, insbesondere Branntkalk und/oder Kalkhydrat, mindestens eine SO₃-Komponente, insbesondere Gips und/oder Anhydrit, sowie gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe, wie Gesteinsmehl insbesondere üblicher Feinheit und/oder andere inerte oder puzzolanische Zusatzstoffe, wie Flugasche, Porenbetonmehl, Dämmplattenmehl oder dergleichen, und gegebenenfalls übliche Zusatzmittel enthaltende Mischung mit feinteiligem Aluminium üblicher Feinheit zur Porenentwicklung auftreiben und ansteifen gelassen, gegebenenfalls zugeschnitten, und hydrothermal gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Zugabe des Aluminiums mindestens ein die Treibporenentwicklung hemmendes und/oder die Entwicklung kleiner Treibporen beeinflussendes Mittel (Treibporenhemmer) zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Treibporen entwickelt werden, die zu mehr als 40 Vol.-%, insbesondere mehr als 50 Vol.-% im Durchmesser kleiner als 1 mm und zu mehr als 75 Vol.-%, insbesondere mehr als 85 Vol.-% im Durchmesser kleiner als 2 mm sind.
Verfahren nach Anspruch 16 und/oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibporenhemmer vor oder während der Zugabe der hydraulischen Bindemittelkomponente zugegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Treibporenhemmer ein tetrafunktionelles Polysiloxan enthaltendes Mittel verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Treibporenhemmer tetrafunktionelles Polysiloxan, insbesondere gemäß der EP-PS 186847 B1 verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 19 und/oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das tetrafunktionelle Siloxan der Mischung in Mengen von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, insbesondere von 0,2 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Mischung zugegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung als Gesteinsmehl Kalksteinmehl zugegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesteinsmehl verwendet wird, das eine Feinheit von 2000–5000 cm²/g aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Quarzmehls durch das Gesteinsmehl ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von insbesondere bei der Hydrothermalhärtung reaktionsfähigem CaO zu insbesondere bei der Hydrothermalhärtung reaktionsfähigem SiO₂ so eingestellt wird, dass es in der hydrothermalen Härtung zur Bildung von Tobermorit als Mineralhauptphase kommt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine reaktionsfähige SiO₂-Komponente mit einer Feinheit von 5000–12000 cm²/g insbesondere von 8000–11000 cm²/g verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Bindemittelkomponente einer Feinheit von 2000–5000 cm²/g verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung bezogen auf den Feststoffgehalt 15 bis 45 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% der SiO₂-Komponente bezogen auf das SiO₂-Äquivalent, bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-% Gesteinsmehl und/oder andere inerte oder puzzolanische Zusatzstoffe, 30 bis 50 Gew.-%, insbesondere 35 bis 45 Gew.-% hydraulisches Bindemittelkomponente, 5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 8 bis 12 Gew.-% der CaO-Komponente bezogen auf das CaO-Äquivalent und 3 bis 7 Gew.-%, insbesondere 4 bis 6 Gew.-% der SO₃-Komponente bezogen auf das SO₃-Äquivalent, sowie 0 bis 1 Gew.-% der Zusatzmittel zugegeben werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das feinteilige Aluminium in Mengen von 0,5 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,6 bis 0,7 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt der Mischung zugegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass feinteiliges Aluminium mit einem d₅₀-Wert von 32–35 μm verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass feinteiliges Aluminium in Form von Aluminiumpaste verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein mineralischer Bestandteil der Mischung, der kein hydraulisches Bindemittel ist, vor dem Zugeben zur Mischung mit dem Treibporenhemmer vermengt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung so viel Wasser zugegeben wird, dass ein Wasser-Feststoff-Verhältnis von 1,2 bis 1,5, insbesondere 1,3 bis 1,4 eingestellt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in eine Gussform gegossen wird und nach dem Ansteifen zu einem Block mit ausreichender Grünstandfestigkeit ggf. in einzelne Elemente, insbesondere Platten geschnitten und anschließend zu Dämmelementen, insbesondere Dämmplatten, gehärtet, insbesondere autoklaviert wird.