EP2681172A1 - Verbundkörper und verfahren zur herstellung - Google Patents

Verbundkörper und verfahren zur herstellung

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Publication number
EP2681172A1
EP2681172A1 EP11718230.3A EP11718230A EP2681172A1 EP 2681172 A1 EP2681172 A1 EP 2681172A1 EP 11718230 A EP11718230 A EP 11718230A EP 2681172 A1 EP2681172 A1 EP 2681172A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formulation
composite
insulating material
calcium silicate
composite body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11718230.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geolyth Mineral Technologie GmbH
Original Assignee
Geolyth Mineral Technologie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geolyth Mineral Technologie GmbH filed Critical Geolyth Mineral Technologie GmbH
Publication of EP2681172A1 publication Critical patent/EP2681172A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
    • E04C2/288—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and concrete, stone or stone-like material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention relates to a composite body and a method for the production thereof.
  • the composite body according to the invention is a composite panel. This is particularly advantageous as a thermal insulation on the inside of building walls applicable.
  • Gypsum plasterboards are mainly used for the interior work of buildings. They consist of a plaster layer provided on both sides with a cardboard layer, a few millimeters thick. Usually plasterboard is screwed onto a wooden framework or on a lower layer of chipboard or similar material. Between the plasterboard surface and load-bearing masonry heat-insulating material such as glass wool can be arranged. The plasterboard itself is insignificant as thermal insulation. It can be important as fire protection. In terms of water vapor permeability, it is comparable to conventional mineral plaster. Above all, it is estimated that it is easy to work with and costs little.
  • So-called calcium silicate boards consist predominantly of silicon oxide, calcium oxide, water glass and cellulose.
  • So-called calcium silicate boards consist predominantly of silicon oxide, calcium oxide, water glass and cellulose.
  • the material thus formed is simply referred to in this document as "calcium silicate.”
  • the plate form is formed either by sawing out of a larger block, or in which the raw material mixture is already poured into plate form and cured.
  • Calcium silicate boards are already being used as thermal insulation boards in buildings.
  • the high capillarity is particularly valued on these plates and that they are not attacked by mold.
  • a vapor barrier is unnecessary.
  • a disadvantage compared to some other heat insulating materials are a higher price and a rather higher heat transfer value.
  • the object underlying the invention is to provide a usable as thermal insulation on the inside of building walls element, which also has high thermal insulation, high capillarity, good strength of the surface layer and low manufacturing costs and beyond easier to handle during delivery and installation is.
  • the element is a composite plate of two adhering layers, wherein the first layer is a plate of an at least predominantly mineral material, and wherein the second layer is specifically lighter and by a mineral, pores.
  • formed insulating material which is formed from a self-curing formulation of a hydraulically setting binder, a pozzolanic setting binder and a sulfate, and from a foamed component added to this formulation.
  • the plate is a calcium silicate plate.
  • the advantage of this is especially high capillarity that they are not attacked by mold.
  • the plate is a gypsum board. Particularly advantageous in this are the ease of processing and the low price.
  • both plates are well suited both for building physics and in terms of their strength for use as a surface material on inner walls and thus protect the mechanically sensitive but very effective as thermal insulation mineral, pore-containing insulation.
  • formulation is used briefly for the mixture of hydraulically setting binder, pulverulent binder and sulfate, and the term “slurry” is also used for the slurry which can be stirred therefrom with the addition of water.
  • the hydraulically setting binder is formed based on a sulfate aluminate cement. It contains a sulphate component and an aluminum component and is included in the formulation at least 50% by weight.
  • the stirred as a flowable slurry with the addition of water formulation including added mixed foam component is applied to an existing calcium silicate board 'and the calcium silicate board allowed to cure is.
  • the foam component of the previously blended and stirred with the addition of water to a slurry formulation is mixed in a second mixing stage.
  • the insulating layer can be produced without the need for autoclaving, whereby the process can be handled easily and therefore cost-effectively.
  • a good pretreatment for the surface of a plasterboard panel to be joined is to wet the plasterboard with water, for example by spraying it with a mist of water.
  • Said hydraulically setting binder causes the insulating material layer does not or only very slightly shrink during hardening. Too much shrinkage - which would occur with many other materials - would cause the insulating layer to separate from the calcium silicate board, either by breaking the bond at the interface or by breaking the insulating layer close to the calcium silicate board.
  • the proportion of the sulfate-aluminate cement in the formulation is preferably at least 60 parts by weight, in particular at least 70 parts by weight.
  • the mechanical properties and the insulating properties of the insulation layer are favorably influenced.
  • the sulfate component is preferably selected from a group comprising calcium sulfate, ⁇ - or ⁇ -hemihydrate or dihydrate of calcium sulfate, anhydrite, sodium sulfate, iron (II) sulfate, magnesium sulfate and mixtures and derivatives thereof. It will thus hydrate phases are generated during the hardening of the insulating layer, which lie in the course of time a phase transformation, the strength increases.
  • the aluminum component is preferably selected from a group comprising aluminum oxide (Al 2 O 3), aluminum hydroxides, aluminum silicates, aluminates and mixtures and derivatives thereof. It can thus be positively influenced the solidification behavior and the setting time of the insulating layer.
  • the ratio of the sulphate component to the aluminum component can be selected according to one embodiment from a range with a lower limit of 4:10 and an upper limit of 20:30. It is thus achieved that the setting time of the slurry does not take so long that the danger is that the added foam coincides and thus the porosity of the insulating layer is reduced. It is thus simplified by keeping the ratio of the two components in this area, the processing.
  • the ratio of the sulfate component to the aluminum component may be selected from a range having a lower limit of 6:12 and an upper limit of 13:22, preferably a lower limit of 10:18 range and an upper one Limit of 12: 24.
  • the formulation may additionally contain SiO 2 particles in a proportion of not more than 10 parts by weight.
  • the proportion of SiO 2 particles is preferably not more than 7.5 parts by weight, in particular not more than 7.5 parts by weight.
  • the formulation contains special SiO 2 particles in the form of so-called silica fumed.
  • This is a reactive SiO 2, which can improve the fire resistance of the insulation layer, by using SiO 2 as a "cooling" effect for reactions, especially DABEI. used without lead-free SiO 2 particles with a purity of at least 97%.
  • the SiO 2 particles have a BET surface area between 5 m 2 / g and 35 m 2 / g, in order to increase the reactivity.
  • the SiO 2 particles preferably have a BET surface area between 10 m 2 / g and 25 m 2 / g, in particular between 16 m 2 / g and 20 m 2 / g.
  • the SiO 2 particles have a particle size of at most 45 ⁇ m, wherein in particular the proportion of the coarse grain is limited to a maximum of 2% and the rest of the SiO 2 particles have a particle size of at most 1 ⁇ m, preferably at most 0.3 ⁇ m.
  • the formulation may further contain at least one so-called high-performance liquefier.
  • high-performance liquefier in order to influence the rheological behavior of the slurry formed from the formulation, provided that the addition of silica fumed, which also has a liquefying effect due to the spherical shape of the particles, is not sufficient solely for this purpose, the proportion being limited to a maximum of 3% by weight ,
  • the proportion of the high-performance plasticizer is limited to a maximum of 0.5 percent by weight, preferably at most 0.3 percent by weight.
  • the high-performance liquefier is preferably a polycarboxylate ether or a derivative thereof in order to be able to reduce the water content of the slurry so that less water is available for setting and thus the desired phases are formed more reliably.
  • the formulation for stabilizing the slurry and thus for better processability of the slurry at least one thickener is added in a proportion of not more than 0.5 percent by weight.
  • the thickener is preferably added in a proportion of not more than 0.25 percent by weight, in particular not more than 0.02 percent by weight.
  • the thickener is preferred selected from a group comprising hydroxymethylpropylcellulose, methylhydroxyethylcellulose and mixtures and derivatives thereof, since it has been found within the scope of the tests carried out for the invention that these thickeners have better properties with regard to processing, such as eg the rheology, the dispersion of the solids , or the water requirement and the water retention capacity.
  • the proportion of the thickener is at most 70% of the proportion of the high-performance liquefier.
  • the formulation of fibers in a proportion of not more than 3 percent by weight, in particular not more than 1 percent by weight, preferably 0.3 percent by weight, are added in order to improve the flexural strength of the insulating material. But it can also be used to stabilize the foam component. In addition, e.g. Store cellulose fibers water, which is needed in the setting process, this physically "bound" water is better controlled with respect to the hardening of the mineral foam.
  • Cellulose fibers can also be used as thickeners.
  • the fibers preferably have a maximum length of 50 mm, in particular not more than 30 mm, and are in particular selected from a group comprising cellulose fibers, basalt fibers, glass fibers, in particular alkali-resistant glass fibers, polypropylene fibers, and mixtures thereof.
  • Fibers of greater length so for example with a length between 3 mm and 50 mm, in particular between 3 mm and 30 mm, preferably between 3 mm and 12 mm, the diameter of which preferably between 13 pm and 25 ⁇ , preferably between 13 ⁇ and 18 pm is added, especially when the bending tensile strength is to be increased.
  • the formulation may be added to improve the rheology at least one processing aid from a group comprising an alkali metal carbonates, alkali metal sulfates, fruit acids, for example as a retarder.
  • At least one hydrophobicizing agent is added, in particular for the mass-hydrophobicization of the formulation.
  • the proportion of the hydrophobizing agent in the formulation may be up to 3 percent by weight, preferably up to 1 percent by weight.
  • these additives are free of aggregates, i. is filler-free, so contains no non-reactive constituents, whereby the density of the Dämmstoff Anlagen can be further reduced.
  • the foam component is preferably formed by a protein foam and / or a surfactant foam.
  • the foaming behavior can be better controlled than with the method of direct foaming by means of a blowing agent.
  • the pore size and the pore distribution can thus be better reproducible and influenced in a wider range.
  • the thermal conductivity or the sound absorption capacity of the insulation layer can be better adjusted.
  • the proportion of foam component per m 3 of slurry is preferably between 30 kg / m 3 and 70 kg / m 3 , in particular between 40 kg / m 3 and 60 kg / m 3 . In this area, particularly good insulation behavior of the insulating layer can be achieved.
  • a surfactant may be added to the foam component.
  • the insulation layer has a pore content of at least 70%, in particular between 80% and 95%. Due to this high proportion of pores, not only the insulation behavior per se can be improved, but also a lower density of the insulating material layer can be achieved.
  • the pores preferably have a diameter of at most 0.5 mm, in particular not more than 0.25 mm or not more than 0.1 mm, on the one hand to achieve a positive Dämm and on the other hand to improve the mechanical stability of the finished Dämmstoff für.
  • the foam component may also include air entraining agents, such as e.g. Alkyl polyglycol ethers, alkyl sulfates or sulfonates, i.a. to improve the stability of the foam.
  • air entraining agents such as e.g. Alkyl polyglycol ethers, alkyl sulfates or sulfonates, i.a. to improve the stability of the foam.
  • the foam component is added to water and possibly processing aids before addition to the slurry in a foam generator, whereby its processability, in particular the stability of the foam during mixing with the slurry, can be improved.
  • a foam generator in which a protein mixed with water with a gas, in particular air, is foamed.
  • the invention is illustrated by means of a drawing.
  • FIG. 1 shows, in a not to scale, simplified schematic form, an exemplary arrangement for producing a composite panel according to the invention in a sectional view.
  • a rectangular calcium silicate plate 1 is placed on a flat, solid base.
  • the edges of the cal- ziumsilikatplatte are bordered by a formwork 3, which has the shape of a lateral surface of a prism.
  • the formwork 3 is also on the flat solid base. Towards the top, it projects beyond the calcium silicate board 1.
  • a feed 4 which may be formed for example by a tube with a screw conveyor disposed therein, flowable mass 2 from the slurry of the formulation described above and the foam component blended therein in the limited by shuttering 3 and calcium silicate plate 1, upwardly open well volume filled.
  • the mass 2 hardens to an insulating layer, which is connected to the calcium silicate plate 1.
  • the rate of curing is dependent on the exact composition of the formulation in the mass 2. In particular, by the proportion of fruit acid, such as citric acid, the curing rate can be influenced. Green steady, the mass 2 is typically after five to ten minutes; The formwork 3 can thus be removed after this time without the shape of the consisting of hardening mass 2 and calcium silicate board 1 composite body still changes. Eighty percent of the final strength of the composite panel thus formed is typically achieved within a few hours.
  • the insulating material may be formed in the described composition with a density lower than 300 kg / m 3 and with a lower thermal conductivity than 0.05 W / mK.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper und ein Verfahren zur Herstellung davon. In einem besonders wertvollen Spezialfall ist der erfindungsgemäße Verbundkörper eine Verbundplatte die besonders vorteilhaft als Wärmedämmung an der Innenseite von Gebäudewänden anwendbar. Der Verbundkörper ist aus zwei aneinander haftenden Teilkörpern gebildet, wobei ein Körper (1) zumindest überwiegend aus mineralischem Material besteht und wobei der zweite Körper geringeres spezifisch es Gewicht aufweist und durch einen mineralischen, Poren aufweisenden Dämmstoff (2) gebildet ist. Zur Herstellung des Verbundkörpers wird auf den Körper (1) eine zu dem Dämmstoff aushärtende fließfähige Masse beinhaltend geschäumten Sulfat-Aluminat-Zement aufgebracht und auf diesem aushärten gelassen.

Description

.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper und ein Verfahren zur Herstellung davon.
In einem besonders wertvollen Spezialfall ist der erfindungsgemäße Verbundkörper eine Verbundplatte. Diese ist besonders vorteilhaft als Wärmedämmung an der Innenseite von Gebäudewänden anwendbar .
Aus Gründen der Verständlichkeit und weil es einen herausragend wichtigen Spezialfall betrifft, werden in weiten Bereichen der nachfolgenden Beschreibung die Formulierungen „Verbundplatte" bzw. „Herstellungsverfahren für eine Verbundplatte" verwendet obwohl auch die verallgemeinernden Formulierungen „Verbundkörper" bzw. „Herstellungsverfahren für einen Verbundkörper" zutreffend wären. Es sei hiermit ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Rahmen der beschriebenen Erfindung auch andere Formen als Platten umfasst .
Gipskartonplatten werden vor allem für den Innenausbau von Gebäuden verwendet. Sie bestehen aus einer beidseits mit einer Kartonschicht versehenen, einige Millimeter starken Gipsschicht. Üblicherweise werden Gipskartonplatten auf ein Holzgerüst oder auf eine untere Schicht aus Spanplatten oder vergleichbarem Material geschraubt. Zwischen der Gipskartonfläche und tragendem Mauerwerk kann wärmeisolierendes Material wie beispielsweise Glaswolle angeordnet sein. Die Gipskartonplatte selbst ist als Wärmeisolierung unbedeutend. Sie kann als Brandschutz von Bedeutung sein. Bezüglich Wasserdampfdurchlässigkeit ist sie mit üblichem mineralischem Innenputz vergleichbar. Vor allem wird an ihr geschätzt, dass sie einfach zu verarbeiten ist und wenig kostet.
Sogenannte Kalziumsilikatplatten bestehen überwiegend aus Siliziumoxid, Calciumoxid, Wasserglas und Zellulose. Zur Herstellung wird eine Mischung aus diesen Stoffen mit Hilfe von Wasserdampf,
- l - ähnlich wie Porenbeton gehärtet. Das so gebildete Material wird in dieser Schrift einfach mit „Kalziumsilikat" bezeichnet. Die Plattenform wird entweder durch Heraussägen aus einem größeren Block gebildet, oder in dem die Rohstoffmischung schon in Plattenform gegossen und ausgehärtet wird.
Kalziumsilikatplatten werden schon jetzt als Wärmedämmplatten in Gebäuden eingesetzt. Für den Einsatz als Wärmeisolierung an der Innenseite von Gebäudewänden wird an diesen Platten vor allem die hohe Kapillarität geschätzt und dass sie nicht von Schimmel befallen werden. Zumeist erübrigt sich bei Einsatz dieser Platten eine Dampfsperre. Als nachteilig gegenüber einigen anderen Wärmeisolierstoffen sind ein höherer Preis und ein eher höherer Wärmedurchgangswert zu nennen.
In der DE 10 2007 040 654 AI wird vorgeschlagen, als Wärmedämmung einen Verbund aus einer relativ dünnen, relativ dichten, festen Kalziumsilikatplatte und einer dickeren Platte aus weniger dichtem und weniger festem Dämmstoff, welcher dafür besser Wärme isoliert und welcher ebenfalls diffusionsoffen ist auszubilden. Als Dämmstoff sind dabei Porenbeton, Schaumbeton,- Blähton, Bims oder Schaumglas genannt. Dabei soll die Kalziumsilikatplatte dem Raum im Gebäude zugewandt angeordnet sein und der Dämmstoff zwischen Kalziumsilikatplatte und Mauer. Als Verbindungsmethode wird vorgeschlagen die Dämmstoffschicht erst an der Mauer festzukleben und dann Kalziumsilikatplatten an der Dämmstoffschicht festzukleben, jeweils mit einem diffusionsoffenen Klebstoff. Alternativ dazu wird auch vorgeschlagen, die Kalziumsilikatplatten mittels Befestigungselementen, welche die Dämmstoffschicht durchdringen, an der Mauer zu befestigen. Durch die Kombination unterschiedlicher Schichten werden individuelle Vorteile der . einzelnen Materialien (hohe Kapillarität, Wärmedämmung, Festigkeit) addiert und individuelle Nachteile (geringe Festigkeit, hohe Kosten pro Volumen, geringe Oberflächentauglichkeit, zu hohe Wärmedurchlässigkeit) einzelner Schichtstoffe entschärft. Als nachteilig verblei- ben aber der hohe erforderliche Aufwand für die Logistik der verschiedenen Einzelteile und der hohe Montageaufwand für das Anbringen der unterschiedlichen Schichten.
Davon ausgehend liegt die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe darin, ein als Wärmedämmung an der Innenseite von Gebäudewänden verwendbares Element bereitzustellen, welches ebenso hohe Wärmedämmwirkung, hohe Kapillarität, gute Festigkeit der Oberflächenschicht und niedrige Herstellkosten aufweist und darüber hinaus bei Lieferung und Montage einfacher zu handhaben ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen das Element als Verbundplatte aus zwei aneinander haftender Schichten auszubilden, wobei die erste Schicht eine Platte aus einem zumindest überwiegend mineralischem Material ist, ist und wobei die zweite Schicht spezifisch leichter ist und durch einen mineralischen, Poren . aufweisenden Dämmstoff gebildet ist, der aus einer selbstaushärtenden Formulierung aus einem hydraulisch abbindenden Bindemittel, einem puz- zolanisch abbindenden Bindemittel und einem Sulfat sowie aus einer zu dieser Formulierung hinzugemischten Schaumkomponente gebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Platte eine Kalziumsilikatplatte. Vorteilhaft daran ist vor allem hohe Kapillarität dass sie nicht von Schimmel befallen werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Platte eine Gipskartonplatte. Besonders vorteilhaft an dieser sind die einfache Verarbeitungsmöglichkeit und der niedrige Preis.
Vorteilhaft an beiden Platten ist, dass sie sowohl bauphysiologisch als auch bezüglich ihrer Festigkeit gut für die Verwendung als Flächenmaterial an Innenwänden geeignet sind und somit den mechanisch empfindlicheren aber als Wärmeisolierung sehr wirksamen mineralischen, Poren aufweisenden Dämmstoff schützen. Für die Mischung aus hydraulisch abbindenden Bindemittel, puzzo- lanisch abbindenden Bindemittel und Sulfat wird des Weiteren kurz die Bezeichnung „Formulierung" gebraucht. Für den daraus unter Beigabe von Wasser anrührbaren Brei wird des Weiteren die Bezeichnung „Slurry" verwendet.
Vorzugsweise ist dabei das hydraulisch abbindende Bindemittel auf Basis eines Sulfat-Aluminat-Zements gebildet. Es enthält eine Sulfatkomponente und eine Aluminiumkomponente und ist in der Formulierung mit zumindest 50 Gewichtsprozenten enthalten.
Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, die Verbundplatte herzustellen, indem auf eine bestehende Kalziumsilikatplatte die zuvor genannte, unter Zugabe von Wasser als fließfähiger Slurry angerührte Formulierung einschließlich hinzugemischter Schaumkomponente aufgetragen wird' und auf der Kalziumsilikatplatte aushärten gelassen wird.
Vorzugsweise wird dabei die Schaumkomponente der zuvor abgemischten und unter Zugabe von Wasser zu einem Slurry angerührten Formulierung in einer zweiten Mischstufe eingemischt.
So kann die DämmstoffSchicht ohne erforderliche Autoklavierung hergestellt werden, womit das Verfahren einfach und damit auch kostengünstig abgewickelt werden kann.
Um das Entstehen einer verlässlichen Verbindung der genannten Platten mit der DämmstoffSchicht in hoher Qualität sicherzustellen zu können, bedarf es keiner separaten verbindenden Zwischenschicht. Es genügt, die zu verbindende Oberfläche der Platte vor dem Auftragen der Mischung aus Slurry und Schaumkomponente vorzu- behandeln. Eine sehr gute Vorbehandlung für die Kalziumsilikatplatte besteht darin, diese Oberfläche mit einem Wasserstrahl, wie er typischerweise aus einem Hochdruckreiniger bei beispielsweise fünf bar Sprühdruck abgegeben wird, zu besprühen und so oberflächlich geringfügig Material davon abzutragen und die Plat- te in nassem Zustand mit Slurry und Schaumkomponente in Kontakt zu bringen.
Diese Methode ist einfach, kostengünstig und umweltschonend, da man dafür keine umweltgefährdenden Chemikalien als Primer, Binder etc. benötigt. Zusätzlich gewinnt man damit einen Aspekt der Qualitätsprüfung. Wenn nämlich die Kalziumsilikatplatte zu geringe Festigkeit aufweist, wird sie beim Besprühen mit dem Wasserstrahl in gut bemerkbarer Weise zu stark abgetragen.
Eine gute Vorbehandlung für die zu verbindende Oberfläche einer Gipskartonplatte besteht darin, die Gipskartonplatte mit Wasser zu benetzen, beispielsweise sie mit einem Wassernebel einzusprü- hen.
Das genannte hydraulisch abbindende Bindemittel bewirkt, dass die Dämmstoffschicht während des Erhärtens nicht oder nur sehr unwesentlich schwindet. Ein zu starkes Schwinden - welches bei sehr vielen anderen Stoffen auftreten würde - würde bewirken, dass sich die Dämmstoffschicht von der Kalziumsilikatplatte löst, entweder indem die Verbindung an der Grenzfläche aufgeht oder indem die Dämmstoffschicht nahe an der Kalziumsilikatplatte abreißt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Sulfat-Aluminat-Zements an der Formulierung zumindest 60 Gewichtsteile, insbesondere zumindest 70 Gewichtsteile . Dadurch werden die die mechanischen Eigenschaften und die Dämmeigenschaften der Dämmstoffschicht günstig beeinflusst .
Vorzugsweise ist die Sulfatkomponente aus einer Gruppe, umfassend Calziumsulfat , a- oder ß- Halbhydrat oder Dihydrat von Calzium- sulfat, Anhydrit, Natriumsulfat, Eisen- (II) -sulfat, Magnesiumsulfat sowie Mischungen und Derivate daraus, ausgewählt. Es werden damit Hydratphasen während der Erhärtung der Dämmstoffschicht erzeugt, die im Laufe der Zeit einer Phasenumwandlung nterliegen, wobei die Festigkeit zunimmt. Die Aluminiumkomponente ist bevorzugt aus einer Gruppe, umfassend Aluminiumoxid (A1203) , Aluminiumhydroxide, Aluminiumsilikate, Aluminate sowie Mischungen und Derivate daraus, ausgewählt. Es kann damit das Erstarrungsverhalten und die Abbindezeit der Dämmstoffschicht positiv beeinflusst werden.
Das Verhältnis der Sulfatkomponente zur Aluminiumkomponente kann gemäß einer Ausführungsvariante ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 : 10 und einer oberen Grenze von 20 : 30. Es wird damit erreicht, dass die Abbindezeit des Slurry nicht so lange dauert, dass die Gefahr besteht, dass der zugegebene Schaum zusammenfällt und damit die Porosität der Dämmstoffschicht verringert wird. Es wird also durch das Einhalten des Verhältnisses der beiden Komponenten in diesem Bereich die Verarbeitung vereinfacht.
Insbesondere kann zur weiteren Verbesserung dieses Verhaltens das Verhältnis der Sulfatkomponente zur Aluminiumkomponente ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 6 : 12 und einer oberen Grenze von 13 : 22, vorzugsweise aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 10 : 18 und einer oberen Grenze von 12 : 24.
Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Dämmstoffschicht kann die Formulierung zusätzlich Si02-Partikel in einem Anteil von maximal 10 Gewichtsteilen enthalten. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Si02-Partikel jedoch maximal 7,5 Gewichtsteile, insbesondere maximal 7,5 Gewichtsteile.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante enthält die Formulierung spezielle Si02 -Partikel in Form von so genanntem Silica fumed. Es handelt sich hierbei um ein reaktives Si02, durch das das Brandbeständigkeitsverhalten der Dämmstoffschicht verbessert werden kann, indem durch Verbrauch von Energie für Reaktionen das Si02 eine „kühlende" Wirkung hat. Insbesondere werden DABEI koh- lenstofffreie Si02-Partikel mit einem Reinheitsgrad von mindestens 97 % verwendet.
In einer Ausführungsvariante dazu ist vorgesehen, dass die Si02- Partikel eine BET-Oberflache zwischen 5 m2/g und 35 m2/g aufweisen, um damit die Reaktivität zu erhöhen. Vorzugsweise weisen die Si02-Partikel eine BET-Oberfläche zwischen 10 m2/g und 25 m2/g auf, insbesondere zwischen 16 m2/g und 20 m2/g. Bevorzugt weisen die Si02-Partikel eine Partikelgröße von maximal 45 um auf, wobei insbesondere der Anteil des Grobkorns auf maximal 2 % beschränkt ist und der Rest der Si02-Partikel eine Partikelgröße von maximal 1 μπι, vorzugsweise maximal 0,3 um, aufweisen.
Die Formulierung kann weiters zumindest einen so genannten Hoch- leistungsverflüssiger enthalten. um das rheologische Verhalten des aus der Formulierung gebildeten Slurry zu beeinflussen, sofern die Zugabe von Silica fumed, welches ebenfalls eine verflüssigende Wirkung aufgrund der kugelförmigen Gestalt der Partikel aufweist, nicht allein für diesen Zweck ausreichend ist, wobei der Anteil auf maximal 3 Gewichtsprozente beschränkt ist. Insbesondere wenn Silica fumed in der Formulierung enthalten ist wird der Anteil des Hochleistungsverflüssigers auf maximal 0,5 Gewichtsprozente, vorzugsweise maximal 0,3 Gewichtsprozente, beschränkt.
Vorzugsweise ist der Hochleistungsverflüssiger ein Polycarboxyla- tether bzw. ein Derivat hiervon, um damit den Wasseranteil des Slurry reduzieren zu können, sodass weniger Wasser für das Abbinden zur Verfügung steht und damit die gewünschten Phasen sicherer entstehen.
Es ist weiters möglich, dass der Formulierung zur Stabilisierung des Slurry und damit zur besseren Verarbeitbarkeit des Slurry zumindest ein Verdicker in einem Anteil von maximal 0,5 Gewichtsprozenten zugesetzt wird. Vorzugsweise ist der Verdicker in einem Anteil von maximal 0,25 Gewichtsprozenten, insbesondere maximal 0,02 Gewichtsprozenten, zugesetzt. Bevorzugt ist der Verdicker ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Hydroxymethylpropylcellulo- se, Methylhydroxyethylcellulose sowie Mischungen und Derivate daraus, da damit im Rahmen der durchgeführten Tests für die Erfindung gefunden wurde, dass diese Verdicker in Hinblick auf Verarbeitung bessere Eigenschaften, wie z.B. die Rheologie, die Dis- pergierung der Feststoffe, oder den Wasserbedarf und das Wasserrückhaltevermögen aufwiesen. In Hinblick auf die Verarbeitbarkeit des Slurry wurde auch gefunden, dass Verbesserungen eintreten, wenn der Anteil des Verdickers maximal 70 % des Anteils des Hoch- leistungsverflüssigers beträgt.
Es ist weiters möglich, dass der Formulierung Fasern in einem Anteil von maximal 3 Gewichtsprozenten, insbesondere maximal 1 Gewichtsprozenten, vorzugsweise 0,3 Gewichtsprozenten, zugesetzt werden, um die Biegezugfestigkeit des Dämmstoffes zu verbessern. Es kann damit aber auch die Schaumkomponente stabilisiert werden. Zudem können z.B. Zellulosefasern Wasser speichern, welches im Abbindeprozess benötigt wird, wobei dieses physikalisch „gebundene" Wasser hinsichtlich der Erhärtung des Mineralschaums besser beherrschbar ist.
Cellulosefasern können auch als Verdicker eingesetzt werden.
Vorzugsweise weisen die Fasern eine Länge' von maximal 50 mm, insbesondere maximal 30 mm, auf und sind insbesondere ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Zellulosefasern, Basaltfasern, Glasfasern, insbesondere alkaliresistente Glasfasern, Polypropylenfasern, sowie Mischungen daraus.
Fasern größerer Länge, also beispielsweise mit einer Länge zwischen 3 mm und 50 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 30 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 12 mm, wobei deren Durchmesser vorzugsweise zwischen 13 pm und 25 μιη, vorzugsweise zwischen 13 μτ und 18 pm beträgt, werden vornehmlich dann zugegeben, wenn die Biegezugfestigkeit erhöht werden soll.
Fasern bis zu einer Länge von 0,1 mm, vorzugsweise bis zu 30 pm, und insbesondere einem Durchmesser von bis zu 2 pm, vorzugsweise bis zu 1,5 μπι, werden hingegen bevorzugt aus rheologischen Gründen zugesetzt.
Der Formulierung kann zur Verbesserung der Rheologie zumindest eine Verarbeitungshilfe aus einer Gruppe umfassend ein Alkalikarbonate, Alkalisulfate, Fruchtsäuren zugesetzt sein, beispielsweise als Verzögerer.
Um den Anteil an Sorptionsfeuchte in der fertigen Dämmstoffschicht zur reduzieren und damit die Wärmedämmung (λ-Wert) zu verbessern, kann vorgesehen werden, dass zumindest ein Hydrophobierungsmittel zugesetzt wird, insbesondere zur Massehydrophobierung der Formulierung. Der Anteil des Hydrophobierungsmittels an der Formulierung kann dabei bis zu 3 Gewichtsprozente, vorzugsweise bis zu 1 Gewichtsprozent, betragen.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Formulierung kann vorgesehen sein, dass diese Zuschlagstofffrei, d.h. füllstofffrei ist, also keine nichtreaktiven Bestandteile enthält, wodurch das Raumgewicht der DämmstoffSchicht weiter gesenkt werden kann.
Vorzugsweise ist die Schaumkomponente durch einen Proteinschaum und/oder einen Tensidschaum gebildet. Damit kann das Schäumungs- verhalten besser kontrolliert werden als bei der Methode des direkten AufSchäumens mittels eines Treibmittels. Insbesondere die Porengröße und die Porenverteilung kann damit besser reproduzierbar und in einem weiteren Bereich beeinflusst werden. Damit kann der Wärmeleitwert bzw. das Schallabsorptionsvermögen der Dämmstoffschicht besser eingestellt werden.
Vorzugsweise beträgt der Anteil der Schaumkomponente pro m3 Slur- ry zwischen 30 kg/m3 und 70 kg/m3, insbesondere zwischen 40 kg/m3 und 60 kg/m3. In diesem Bereich ist besonders gutes Dämmverhalten der Dämmstoffschicht erreichbar. Zur Stabilisierung des Schaums während des Einmischens in den Slurry aus der Formulierung mit Wasser kann der Schaumkomponente ein Tensid zugesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Dämmstoffschicht einen Porenanteil von zumindest 70 %, insbesondere zwischen 80 % und 95 % auf. Durch diesen hohen Anteil an Poren kann nicht nur das Dämmverhalten an sich verbessert werden, sondern ist damit auch ein geringeres Raumgewicht der DämmstoffSchicht erreichbar. Dabei weisen die Poren vorzugsweise einen Durchmesser von maximal 0,5 mm, insbesondere maximal 0,25 mm bzw. maximal 0,1 mm, auf, um einerseits ein positives Dämmverhalten zu erreichen und um andererseits die mechanische Stabilität der fertigen DämmstoffSchicht zu verbessern.
Es können der Schaumkomponente auch Luftporenbilder, wie z.B. Al- kylpolyglykolether, Alkylsulfate oder -sulfonate, zugesetzt werden, u.a. um die Stabilität des Schaums zu verbessern.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Schaumkomponente vor dem Zusetzen zu dem Slurry in einem Schaumgenerator mit Wasser und gegebenenfalls Verarbeitungshilfsstoffen versetzt wird, wodurch deren Verarbeitbarkeit, insbesondere die Stabilität des Schaums während des Vermischens mit dem Slurry, verbessert werden kann. Es kann dazu in der Vorrichtung zur Aufschäumung der Schaumkomponente ein Schaumgenerator angeordnet sein, in dem ein mit Wasser versetztes Protein mit einem Gas, insbesondere Luft, aufgeschäumt wird.
Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt in nicht maßstäblicher, vereinfachter schemati- scher Form eine beispielhafte Anordnung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundplatte in einer Schnittansicht.
Gemäß Fig. 1 ist auf einer ebenen, festen Grundfläche eine recht- eckförmige Kalziumsilikatplatte 1 aufgelegt. Die Ränder der Kal- ziumsilikatplatte sind durch eine Schalung 3, welche die Form einer Mantelfläche eines Prismas aufweist, eingefasst. Die Schalung 3 liegt ebenfalls auf der ebenen festen Grundfläche auf. Nach oben hin überragt sie die Kalziumsilikatplatte 1.
Durch eine Zuführung 4, welche beispielsweise durch ein Rohr mit einem darin angeordneten Schneckenförderer gebildet sein kann, wird fließfähige Masse 2 aus dem Slurry der oben beschriebenen Formulierung und der darin eingemischten Schaumkomponente in das durch Schalung 3 und Kalziumsilikatplatte 1 begrenzte, nach oben hin offene Wannenvolumen eingefüllt.
Wenn eine ausreichend Menge dieser Mischung 2 in besagte Wanne eingefüllt ist, wird die Zuführung weiterer Masse 2 abgestellt und die Oberfläche der Masse geglättet indem mittels einer geraden Latte 5, die die Breite der Schalung 3 überragt und daher gleichzeitig an zwei zueinander gegenüberliegenden, oberen Rändern der Schalung 3 aufliegen kann, über die Masse 2 abgezogen wird. Dadurch wird die Oberfläche der Masse 2 plan und bündig mit der Oberseite der Schalung 3 ausgebildet.
Die Masse 2 härtet zu einer DämmstoffSchicht aus, welche mit der Kalziumsilikatplatte 1 verbunden ist. Die Geschwindigkeit der Aushärtung ist dabei von der genauen Zusammensetzung der Formulierung in der Masse 2 abhängig. Insbesondere durch den Anteil an Fruchtsäure, beispielsweise Zitronensäure, kann die Aushärtegeschwindigkeit beeinflusst werden. Grünstandfest ist die Masse 2 typischerweise nach fünf bis zehn Minuten; die Schalung 3 kann also nach dieser Zeit entfernt werden ohne dass sich die Form des aus erhärtender Masse 2 und Kalziumsilikatplatte 1 bestehenden Verbundkörpers noch ändert. 80 Prozent der Endfestigkeit der so gebildeten Verbundplatte sind typischerweise nach wenigen Stunden erreicht .
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 könnte an Stelle der Kalziumsilikatplatte 1 ebenso eine Gipskartonplatte verwendet werden. Ausgehend von dem beschriebenen Grundprinzip liegt es im Bereich fachmännischen Handels einzelne Arbeitsschritte des Herstellungsverfahrens oder auch den ganzen Verfahrensablauf zu automatisieren. Deshalb wird hier auf das Thema „Automatisierung des Herstellungsverfahrens" nicht weiter eingegangen.
Da die Grünstandsfestigkeit bei der Aushärtung der Masse 2 auf der Kalziumsilikatplatte 1 bzw. Gipskartonplatte in recht kurzer Zeit erreichbar ist, ist es auch gut möglich anstatt wie beschrieben diskontinuierlich Verbundplatten zu fertigen, kontinuierlich oder quasikontinuierlich zu fertigen. Dazu kann in eine in ihrer Längsrichtung, beispielsweise auf einem Förderband bewegte Rinne, deren Grundfläche durch Kalziumsilikatplatten bzw. Gipskartonplatten belegt ist und deren Seitenwände durch Schalungsplatten gebildet sind und die Funktion einer Schalung innehaben, Masse 2 gegossen werden. In einem in Bewegungsrichtung der Rinne von der Eingießstelle entfernt liegenden Längsbereich ist die Masse 2 ausgehärtet, es können dort die Schalungsplatten entfernt werden und von dem entstandenen Verbundprofil können Verbundplatten abgeschnitten werden.
Im Rahmen der Erfindung und des fachmännischen Handelns ist es problemlos möglich, das beschriebenen Herstellverfahren dahingehend abzuwandeln, dass nicht Verbundplatten aus zwei ebenen, zueinander parallelen unterschiedlichen Schichten gebildet werden, sondern dass anders geformte Verbundkörper gebildet werden, indem Masse 2 an einen irgendwie geformten Körper aus Kalziumsilikat bzw. Gipskartonverbund angegossen wird und indem eine anders als nach Art einer Prisma-Mantelfläche geformte Schalung verwendet wird .
Durch die Erfindung kann in bestmöglicher Weise die hohe mechanische Festigkeit von Kalziumsilikatplatten bzw. von Gipskartonplatten mit der hohen Wärmedämmfähigkeit von sehr leichten und damit sehr porigen und damit zwangsweise mechanisch sehr wenig belastbaren mineralischen Dämmstoffen kombiniert werden. Der Dämmstoff kann bei der beschriebenen Zusammensetzung mit geringerer Dichte als 300 kg/m3 und mit einem niedrigeren Wärmeleitwert als 0,05 W/mK ausgebildet sein.
Mechanisch empfindlicher Dämmstoff und mechanisch robuster Kalziumsilikatkörper bzw. Gipskartonkörper gelangen schon gemeinsam als monolithischer Verbundkörper auf den Einsatzort. Die Verbindung der einzelnen Teilkörper ist mit keinerlei Nachteilen wie Verlust von Diffusionsoffenheit, Erfordernis von Klebstoff etc. verbunden .

Claims

Patentansprüche
1. Verbundkörper aus zwei aneinander haftenden Teilkörpern, wobei ein Körper (1) zumindest überwiegend aus mineralischem Material besteht, wobei der zweite Körper geringeres spezifisch es Gewicht aufweist und durch einen mineralischen, Poren aufweisenden Dämmstoff (2) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmstoff (2) aus einer selbstaushärtenden Formulierung aus einem hydraulisch abbindenden Bindemittel, einem puzzolanisch abbindenden Bindemittel und einem Sulfat sowie aus einer zu dieser Formulierung hinzugemischten Schaumkomponente gebildet ist.
2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper (1) aus Kalziumsilikat besteht.
3. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper aus Gipskarton besteht.
4. Verbundkörper nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch abbindende Bindemittel auf Basis eines Sulfat-Aluminat-Zements gebildet ist und in der Formulierung mit zumindest 50 Gewichtsprozenten enthalten ist .
5. Verbundkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Anteil des Sulfat-Aluminat-Zements an der Formulierung zumindest 60 Gewichtsteile, insbesondere zumindest 70 Gewichtsteile beträgt.
6. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumkomponente ein Proteinschaum und/oder einen Tensidschaum ist.
7. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Schaumkomponente pro m3 Formulierung zwischen 30 kg/m3 und 70 kg/m3, insbesondere zwischen 40 kg/m3 und 60 kg/m3 beträgt.
8. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus Kalziumsilikat eine Kalziumsilikatplatte ist und dass der Dämmstoff eine daran einseitig angeordnete und dazu parallele ebene Schicht ist.
9. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) und der Dämmstoff ohne Zwischenschicht miteinander verbunden sind.
10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers aus' zwei aneinander haftenden Körpern, wobei ein Körper (1) zumindest überwiegend aus mineralischem Material besteht und wobei der zweite Teilkörper spezifisch geringeres Gewicht hat, durch einen mineralischen, Poren aufweisenden Dämmstoff gebildet ist, wobei der Dämmstoff aus einer selbstaushärtenden Formulierung aus einem hydraulisch abbindenden Bindemittel, einem puzzolanisch abbindenden Bindemittel und einem Sulfat sowie aus einer zu dieser Formulierung hinzugemischten Schaumkomponente gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf den auf den Körper (1) eine Masse (2) aufgetragen wird und zu einem Dämmstoff aushärten gelassen wird, wobei die Masse (2) aus der unter Zugabe von Wasser zu einem fließfähigen Slurry angerührten, selbstaushärtenden Formulierung und der zu diesem hinzugemischten Schaumkomponente besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der zu einem Dämmstoff aushärtende Masse (2) in Verbindung kommende Oberfläche des Körpers (1) in vorbenässtem Zustand mit besagter Masse in Kontakt gebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) aus Kalziumsilikat besteht und dass von seiner mit der aushärtenden Masse (2) in Verbindung kommenden Oberfläche als Vorbehandlung für den Verbindungsvorgang durch Besprühen mit Wasser unter hohem Sprühruck, Material abgetragen wird.
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