NL2022490B1

NL2022490B1 - Constructiemateriaal van het type dragend beton omvattende omhulde vlasscheven

Info

Publication number: NL2022490B1
Application number: NL2022490A
Authority: NL
Inventors: Blaise Dupre; Boubker Laidoudi
Original assignee: L A Liniere
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2019-08-14
Also published as: FR3077569B1; BE1025979A1; LU101093B1; BE1025979B1; FR3077569A1

Abstract

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor de productie van dragend beton op basis van Vlasscheven‚ genoemde werkwijze omvattende een fase van omhulling van vlasscheven, omvattende de volgende stappen: opneming in een menger van vlasscheven in een waterig mengsel omvattende ten minste een mineraal bindmiddel; behandeling voor inerteren door vermenging van vlasscheven en het waterige mengsel omvattende het ten minste een minerale bindmiddel voor een binnendringen van het genoemde waterige mengsel in de poriën en gangen van de genoemde vlasscheven; en een nabehandeling van de vlasscheven door droging, voor een afsluiting van de genoemde porien en een verharding van de vlasscheven teneinde omhulde vlasscheven te verkrij gen.

Description

Coiistriictiemateriaal van het type dragend beton omvattende omhulde vlasscheven

Technisch gebied en voorgaande stand van de techniek

De onderhavige uitvinding betreft het gebied van de bouw en meer in het bijzonder de productie van een constructiemateriaal van het type beton op basis van vlasgranulaat (of vlasscheven).

De onderhavige uitvinding betreft meer nauwkeurig beton op basis van vlasscheven, vlasbeton genaamd, dat dragend is en vlasgranulaat omvat dat omhuld is met een melk van een mineraal bindmiddel, zoals bijvoorbeeld kalk en/of cement, en eventueel met een tensioactieve stof en/of een plastificeermiddel.

Onder dragend beton wordt hier verstaan beton bestemd voor gebruik in de constructie van een metselwerkelement zoals bijvoorbeeld de constructie van een dragende muur. Een zodanig vlasbeton wordt dragend genoemd omdat hij een druksterkte heeft die begrepen is tussen 3 en 7 MPa.

Onder vlasgranulaat of vlasscheven wordt in de zin van de onderhavige uitvinding in de gehele hierop volgende beschrijving verstaan de bijproducten afkomstig van vlaszwingellijnen. De scheven hebben voornamelijk een lengte kleiner dan 250 mm en een dichtheid begrepen tussen 75 en 105 kg/m³. Deze scheven bestaan meestal uit bijproducten van zwingellijnen na de stap van vervezeling van vlas.

Het gebruik van deze vlasscheven in de productie van beton heeft veel voordelige toepassingen in de bouwsector, in het bijzonder de bouwnijverheid en met name de nieuwbouw.

Beton is een samengesteld constructiemateriaal dat traditioneel gefabriceerd wordt uitgaande van met name mineraal granulaat (grind met een afmeting van meer dan 1 cm), geagglomereerd door een poedervormig mineraal bindmiddel (bijvoorbeeld cement, kalk of calciumsulfaat).

Mortel is eveneens een samengesteld constructiemateriaal gefabriceerd uitgaande van met name granulaat (split met een afmeting van minder dan 1 cm), geagglomereerd door een poedervormig mineraal bindmiddel gelijkend op dat van beton.

Voornamelijk is het minerale bindmiddel, zowel bij beton als bij mortel, gehydrateerd, anders gezegd in contact gebracht met water gedurende een mengproces genaamd ‘aanmaken’, waardoor het granulaat kan agglomereren.

Men spreekt van beton (of mortel) op basis van hydraulische bindmiddelen.

De productietechnieken van traditioneel beton zijn grotendeels bekend uit de stand van de techniek.

Inmiddels is bekend dat de bouwsector een sterke belasting van het milieu veroorzaakt door het verbruik van natuurlijke hulpbronnen en energie.

Dit verbruik gaat gepaard met uitstoot van afvalstoffen en vervuiling die invloed hebben op het wereldwijde, het lokale en het binnenklimaat.

In deze context verdient het de voorkeur dat de bouwwerken energiezuinig zijn en gebruik maken van materialen met een lage impact op milieu en gezondheid.

De regelgeving voor thermische isolatie wordt steeds strenger teneinde de energiebehoeften van gebouwen te beperken. Er zijn veel labels opgesteld om de technologische innovatie rondom vermindering van het energieverbruik te stimuleren. De eisen van de verschillende thermische isolatievoorschriften en de ontwikkeling van energielabels leiden tot de toepassing van steeds luchtdichtere schillen, die een zeer sterke thermische isolatie bieden.

Parallel daaraan worden stimuleringsmaatregelen voorgesteld ter bevordering van materialen van natuurlijke oorsprong, zodat deze een belangrijk deel vormen in de samenstelling van constructiematerialen.

Een van de vaste doelstellingen afkomstig uit het Grenelle-forum is het bereiken van 10% materialen van natuurlijke oorsprong in gebouwen, exclusief bouwhout, in 2020. Onder deze materialen van natuurlijke oorsprong voldoet beton met plantaardige deeltjes, zoals hennepbeton, vlasbeton of miscanthusbeton, aan deze eisen.

Het gebruik van landbouwproducten voor niet-alimentaire doeleinden heeft in de afgelopen decennia een nieuwe ontwikkeling doorgemaakt. Er is een nieuw tijdperk voor plantaardige stoffen aangebroken dankzij de vooruitgang van het onderzoek op het gebied van constructiematerialen.

Sinds de jaren 90 is beton met daarin van de hennepplant afkomstige scheven bekend.

Scheven, het inwendige deel van de stengel van textielhennep, heeft een hoog ligninegehalte.

De publicatie in 2007 van professionele regels voor betonwerken met hennep toont aan dat dit een volwassen toepassing is die men wil structureren.

Er wordt ingezet op een beschikbaarmaking van hoeveelheden hennep die voldoende zijn voor industrieel gebruik (ongeveer 350.000 m³/jaar).

Tegenwoordig wordt hennepbeton in de bouw hoofdzakelijk toegepast voor vulling bij houtskeletbouw of voor niet-dragende elementen, vanwege de veelal lage mechanische sterkte.

De voornaamste kwaliteiten van hennepbeton berusten dus op de lage impact op het milieu en het hygrothermische gedrag, waardoor de energiebehoefte van een gebouw beperkt wordt en een goed comfortniveau ervaren wordt.

Hennepbeton vertoont ten opzichte van traditioneel beton kwaliteiten die ertoe hebben geleid dat het steeds meer gefabriceerd en toegepast wordt als metselwerkelement, met name in de bouw of renovatie van niet-dragende muren van de volgende typen (nietuitputtende lijst):

buitenisolatie op gemetselde muren of betonmuren;

buitenisolatie op systeem van kolommen/liggers;

buitenisolatie op houtskelet;

isolatie door vulling van systeem van kolommen/liggers;

isolatie door vulling van houtskeletsysteem;

binnenisolatie op gemetselde muren of betonmuren;

binnenisolatie op houtskelet;

gemengde buitenisolatie op systeem van kolommen/liggers en isolatie door vulling van systeem van kolommen en liggers;

gemengde buitenisolatie op houtskeletsysteem en isolatie door vulling van houtskel etsy steem;

Vlasscheven, een bijproduct van de vlasteelt, met een productie van ongeveer 1.500.000 m³/jaar, zijn ook interessant in beton vanwege de prestaties die daarmee verkregen kunnen worden.

Deze uit de vlasteelt afkomstige stoffen zijn in de afgelopen jaren het onderwerp geweest van vele onderzoeken.

Tegenwoordig kan niet-dragend beton gerealiseerd worden uitgaande van vlasgranulaat.

Men spreekt over vlasbeton.

Vlasbeton is een samengesteld constructie materiaal waarin het minerale granulaat dat traditioneel gebruikt wordt voor de fabricage van traditioneel beton ten minste gedeeltelijk vervangen wordt door vlasgranulaat (of vlasscheven).

Echter, de productie van vlasbeton is grotendeels afhankelijk van het realiseren van beton dat snel droogt, een lage chemische reactiviteit met de omgeving vertoont en weinig maatverandering onder invloed van hygrothermische schommelingen vertoont. De fabricage van dragend vlasbeton is dus niet eenvoudig.

Bekend is dat de verschillende plantaardige deeltjes, wanneer ze gebruikt worden in hun natuurlijke vormen, niet goed samenwerken met hydraulische bindmiddelen, in het bijzonder met portlandcement.

Soms wordt de hydrateringsreactie van cement volledig verhinderd door de aanwezigheid van bepaalde bestanddelen van plantaardig granulaat. Dit is een complex verschijnsel, waarbij de verschillende bestanddelen van cement in verschillende gradaties onderhevig zijn aan inwerking door suikers, tannines, fenolen en hemicellulosen die aanwezig zijn in het plantaardige materiaal. In meerdere onderzoeken wordt gewezen op het belemmerende effect van deze verbindingen op de verharding van cement.

De volgende publicaties kunnen bijvoorbeeld worden genoemd: MAGNIONT 2010, ESPINOZA 2009, PEYRATOUT 2007, DUPRE 2005, CEREZO 2005 en GO VIN 2004, etc.

De productie van vlasbeton, dragend of niet-dragend, is grotendeels afhankelijk van het realiseren van zogenaamd gestabiliseerd vlasbeton, dat wil zeggen vlasbeton dat niet alleen een lage chemische reactiviteit met de omgeving vertoont maar ook weinig maatverandering onder invloed van hygrothermische schommelingen.

In de literatuur (FISCHER 1974, HACHEMI 1989, DUPRE 2005, CEREZO 2005, SEDAN 2007, etc.) wordt telkens een bepaald aantal hypothesen genoemd om dit verschijnsel van vertraagde verharding te verklaren.

In de meeste onderzoeken die op dit gebied zijn uitgevoerd, wordt de vertraagde verharding van cement gerelateerd aan:

enerzijds de uitwisselingen die kunnen optreden op het scheidingsvlak matrix/lignocellulosisch granulaat en de hydrolyse- en oplossingsreacties van bepaalde verbindingen zoals suikers, hemicellulosen en pectines opgewekt door het sterk alkalische milieu dat door de hydratering van het cement ontstaat; en anderzijds de afname van de concentratie van Ca²¹ ionen tijdens de verhardingsfase van het cement, die worden gebonden door de plantaardige vezels (GOVIN 2004, SEDAN 2007, MAGNIONT 2010).

Hoewel er tegenwoordig geen echte zekerheid is omtrent de verschillende interacties tussen het lignocellulosische granulaat en de hydraulische matrix, is wel bekend dat de mechanische eigenschappen van constructiematerialen verbeterd kunnen worden door een betere kwaliteit van het scheidingsvlak (interfase) tussen de hydraulische matrix en de vezels (FISCHER 1974, PIMIENTA et al 1994, GO VIN 2004, CEREZO 2005, SEDAN 2007, LAIDOUDI 2012, etc ).

De binding vezels-matrix kan verbeterd worden door wijziging van de topologie van het oppendak van het plantaardige deeltje.

Met verschillende behandelingen kan het oppervlak van dit granulaat van agrarische oorsprong worden gewijzigd, waardoor een sterke binding ontstaat op het scheidingsvlak vezels-matrix.

Een goede binding aan het scheidingsvlak draagt op haar beurt bij aan de verbetering van de overdracht van de belastingen tussen de vezels en de matrix en dus aan de toename van de mechanische eigenschappen.

In de literatuur zijn verschillende toegepaste behandelingen voorgesteld, hetzij op het plantaardige materiaal, hetzij op de cementmatrix: meerdere technieken voor wijziging van het oppervlak van de natuurlijke vezels worden vaak aangehaald in de bibliografie (LEDHEM 2000, KHAZMA 2001, GO VIN 2004, PEHANICHA 2004, LAZKO 2011, NOZAHIC 2011, LAIDOUDI 2012 en 2013, etc ).

Vaak worden vier behandelingsklassen onderscheiden die als volgt in de bibliografie worden ingedeeld:

fysische behandelingen, chemische behandelingen, thermische behandelingen en gemengde behandelingen.

Fysische behandelingen werken op twee onderscheiden manieren:

o ofwel door een voorafgaande opzwelling van het plantaardige granulaat, o ofwel door een omhulling van de vezel.

In een publicatie KHAZMA van 2001, getiteld “Influence of sucrose addition on the performance of a lignocelhdostic composite with a cementious matrix”, wordt een omhulling van de vezel openbaar gemaakt door toevoeging van sucrose in een grote hoeveelheid teneinde de verhardingstijd te verbeteren en de mechanische eigenschappen te verhogen.

Chemische behandelingen bestaan hoofdzakelijk uit het vervangen van sterk hydrofiele hydroxylgroepen door hydrofobe groepen (verestering).

Thermische behandelingen worden in hoofdzaak bewerkstelligd op massief hout of houtgranulaat (branden, hydrolyse, etc.).

Gemengde behandelingen, tenslotte, bestaan bijvoorbeeld uit de combinatie van thermische en chemische behandelingen.

De keuze van de behandeling moet plaatsvinden met het oog op een zo goed mogelijke verbetering van de kenmerken van het granulaat qua compatibiliteit met de cementmatrix en vermindering van het hydrofiele karakter.

Deze behandeling moet een minimum aan stappen vereisen, uitgevoerd kunnen worden met een zo laag mogelijk energieverbruik en economisch en milieutechnisch minimale kosten met zich meebrengen.

De aanvrager legt voor dat de tot nu toe voorgestelde verschillende behandelingen gecompliceerd zijn en de toepassing van vlas in de bouw afremmen.

Doel en samenvatting van de onderhavige uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft ten doel de hierboven beschreven situatie te verbeteren.

De onderhavige uitvinding heeft meer in het bijzonder ten doel de verschillende hierboven genoemde nadelen te verbeteren door een nieuwe behandeling van vlasscheven voor te stellen, die het mogelijk maakt om dragend vlasbeton te verkrijgen dat bijzonder voordelige eigenschappen heeft, zowel op het vlak van de thermische en akoestische isolatiecapaciteit als op het vlak van waterdampdoorlatendheid en op het vlak van de dimensionele stabiliteit onder invloed van hygrothermische schommelingen van de omgeving.

De onderhavige uitvinding betreft volgens een eerste aspect een werkwijze voor de productie van dragend beton op basis van vlasscheven.

Volgens de uitvinding vertoont de werkwijze een omhullingsfase van de vlasscheven, die de volgende stappen omvat:

o opneming in een menger van vlasscheven in een waterig mengsel omvattende ten minste een mineraal bindmiddel;

o behandeling voor inerteren door vermenging, bijvoorbeeld gedurende ongeveer 3 tot 10 minuten, van vlasscheven en het waterige mengsel omvattende het ten minste één minerale bindmiddel voor een binnendringen van het waterige mengsel in de poriën en gangen van de vlasscheven (bijvoorbeeld door impregnering van de vlasscheven door het mengsel), en o nabehandeling van de vlasscheven door droging, voor een afsluiting van de poriën en een verharding van de vlasscheven teneinde omhulde vlasscheven te verkrijgen.

De inertering door menging van het waterige mengsel in de poriën en gangen van de vlasscheven maakt het op kenmerkende wijze mogelijk om de scheven hydrofoob te maken, zodat ze inert zijn voor chemische reacties tijdens met name de verharding van het beton. Hier worden de in de scheven aanwezige suikers opgelost in water. De suikers gaan vervolgens over naar de cementmatrix en verhinderen de hydratering ervan. De afsluiting van de poriën en de gangen van de vlasscheven maakt het vervolgens mogelijk om de latere vochtopneming te vermijden.

Hierdoor vertoont het met de aldus verkregen omhulde vlasscheven geproduceerde beton uitstekende kwaliteit op het vlak van dimensionele stabiliteit onder invloed van hygrothermische schommelingen.

Deze voorgestelde mineralisatie vermindert dus het hydrofiele karakter van het vlas en zijn wateropnemend vermogen.

Voordelig omvat de opnemingsstap toevoeging in de menger van ten minste één aanvullend middel.

Bij voorkeur omvat het ten minste één aanvullende middel een tensioactieve stof en/of een plastificeermiddel.

De opneming van een tensioactieve stof in een cementmatrix maakt een betere dispersie van de bestanddelen mogelijk, om zo een agglomererend effect en dus een heterogeniteit van het materiaal te vermijden.

De opneming van een plastificeermiddel in een cementmatrix maakt het op haar beurt mogelijk om een betere verwerkbaarheid van het verse beton te verkrijgen. Hierdoor kunnen holtes vermeden worden bij het vullen van de vormen voor het vormen van blokken.

Het plastificeermiddel maakt het ook mogelijk om minder water te gebruiken voor de hydratering van het cement.

De tensioactieve stof en/of het plastificeermiddel die toegepast worden voor het verkrijgen van omhulde vlasscheven kunnen iedere tensioactieve stof en/of plastificeermiddel zijn die bekend zijn in de betonindustrie voor het behouden van een zekere plasticiteit en homogeniteit van het mengsel.

Gebruikt kunnen worden ondermeer tensioactieve stoffen op basis van geëthoxyleerde vetalcoholen en/of een plastificeermiddel op basis van polynaftalenen of poly melamines.

Voordelig wordt de tensioactieve stof en/of het plastificeermiddel in waterige oplossing toegepast, verdund of in poedervorm, in een hoeveelheid van ongeveer 0,5 tot 3,5 gew% van de tensioactieve stof en/of het plastificeermiddel in verhouding tot het gewicht van het (de) gebruikte bindmiddel(en) en in een hoeveelheid van ongeveer 50 tot 150 liter water voor 1 m³ vlasscheven.

Dit kan variëren afhankelijk van de vochtigheidsgraad van de vlasscheven.

De aanvrager stelt vast dat overschrijden van de 3,5% de verharding van het beton onmogelijk maakt of het beton te zeer vloeibaar maakt.

Deze twee aanvullende middelen kunnen ook samen gemengd worden in een hoeveelheid van ongeveer 0,5 tot 3 gew% in verhouding tot het gewicht van het (de) gebruikte bindmiddel(en).

Voordelig omvat de omhullingsfase voorafgaand aan de opnemingsstap een initiële menging van ten minste één mineraal bindmiddel met water om een waterig mengsel te verkrijgen omvattende het ten minste één minerale bindmiddel.

Bij voorkeur wordt deze initiële mengingsstap zeer snel uitgevoerd gedurende ongeveer 150 tot 200 seconden.

Optioneel omvat het minerale bindmiddel kalk en/of cement dat geschikt is om na droging een harde schil te vormen rondom de genoemde vlasscheven.

Het cement dat gebruikt wordt voor de omhulling van vlasscheven kan ieder type bekend cement zijn, dat na droging een harde schil vormt rondom genoemde scheven. Bij voorkeur omvat het gebruikte minerale bindmiddel een cement van het type CEMI (of portlandcement) en/of het type CEM II.

Een zodanig cement CEM I, dat ten minste 95% klinker K en maximaal 5% secundaire bestanddelen bevat, is met name geschikt voor gewapend beton of voorgespannen beton (verhoogde sterkte en snelle ontkisting).

Het cement van het type CEM II (of samengesteld portlandcement) omvat minder klinker K clan cement van het type CEM I, het bevat ten minste 65% klinker (K) en maximaal 35% andere secundaire bestanddelen.

Het hoofdbestanddeel van klinker (tricalciumsilicaat) vertoont een vertraagde hydratering wanneer het cement in contact komt met de in de scheven aanwezige suikers. Het gebruik van CEM II beperkt het aantal klinker-suikerreacties, waardoor een vertraging van de verharding vermeden kan worden.

Het gebruik van een zodanig cement is dus met name aangepast voor gewapend beton in het algemeen (ter plaatse gestort of geprefabriceerd) evenals voor werken waar een beperkte tempera tuursstijging vereist is of voor werken waar verhoogde aanvangssterktes vereist zijn.

Bij voorkeur wordt het cement toegepast in hoeveelheden tot 75 kg per 1 m³vlasscheven.

Eveneens kan het kalk dat gebruikt wordt om de vlasscheven te omhullen ieder bekend type kalk zijn (hydraulische kalk, voorgemengde kalk, specifiek mengsel van deze twee) dat na droging een harde schil vormt rondom de scheven.

Bij voorkeur heeft de gebruikte kalk een dichtheid in de ordegrootte van 500-900 kg/m³.

Bij voorkeur wordt de kalk toegepast in hoeveelheden tot 75 kg per 1 m³ vlasscheven. De aanvrager stelt vast dat boven de gegeven grens van 75 kg bindmiddel per 1 m³scheven de prestaties op het vlak van druksterkte niet langer het dragende karakter van het beton garanderen. Het compromis tussen dragen en isoleren wordt hoofdzakelijk bepaald door de hoeveelheid scheven die toegevoegd wordt aan het mengsel. Er is vastgesteld dat hoe meer scheven worden toegevoegd, hoe meer isolatie verkregen wordt en hoe minder dragend het beton is.

Het minerale bindmiddel kan eveneens een mengsel van kalk en cement omvatten (in een in hoofdzaak gelijke verhouding of anders) dat toegepast wordt in hoeveelheden van ongeveer 20 tot 75 kg per 1 m³ vlasscheven.

In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de nabehandelingsstap van de vlasscheven uitgevoerd onder vooraf bepaalde opslagcondities gedurende een bepaalde periode.

Bij voorkeur is de nabehandelingsperiode gelijk aan of meer dan 7 dagen.

Bij voorkeur omvatten de opslagcondities een omgevingstemperatuur voor opslag die in hoofdzaak gelijk is aan 20 °C ± 5 °C en/of een relatieve luchtvochtigheid, of vochtigheidsgraad, die in hoofdzaak gelijk is aan 60% ± 10%.

Bij voorkeur worden de omhulde vlasscheven afgeschermd van weersinvloeden opgeslagen.

De toegepaste vlasscheven zijn voordelig vezelvlasscheven, maar kunnen eveneens olievlasscheven zijn.

Het na nabehandeling verkregen omhulde granulaat kan opgeslagen worden voor later gebruik, maar kan ook onmiddellijk als zodanig gebruikt worden voor de productie van vlasbeton.

In dit geval omvat de werkwijze na de omhullingsfase van de vlasscheven een verkrijgingsfase van het beton, omvattende:

- menging van omhuld vlasschevengranulaat met een minerale vulstof die kan omvatten: zand (bijvoorbeeld met een korrelverdeling begrepen tussen 0-10 en/of 0-8), en/of grind (bijvoorbeeld met een korrelverdeling begrepen tussen 4-6,3 en/of 2-6 en/of 3-6 en/of 4-6), en/of puzzolaan (bijvoorbeeld met een korrelverdeling begrepen tussen 4-7 en/of 0-4 en/of 0-7);

- toevoeging van voorbevochtigingswater;

- toevoeging van ten minste één bindmiddel en aanmaakwater; en

- vorming gevolgd door droging.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het vlasbeton verkregen door toevoegen van zand, grind en/of puzzolaan op 1 m³ omhulde vlasscheven totdat een totaal gewicht verkregen wordt dat ligt tussen 625 en 3100 kg, vervolgens door toevoegen van voorbevochtigingswater overeenkomend met maximaal 3/4 van het totale water van het mengsel tijdens de menging, 250 tot 1450 kg bindmiddelen (kalk en7of cement) en 0,5 tot 3,5 gew% aanvullend plastificeermiddel in verhouding tot het gewicht van de bindmiddelen.

Het mengsel wordt vervolgens aangemaakt met de rest van het water en dan gevormd en gedroogd.

In deze uitvoeringsvorm vertoont het verkregen vlasbeton een dichtheid begrepen tussen 800 en 1700 kg/m³ en goede thermische isolatiekwaliteiten. Het vertoont eveneens goede kwaliteiten op het vlak van akoestische isolatie en waterdampdoorlatendheid.

De onderhavige uitvinding betreft volgens een tweede aspect dragend beton op basis van vlasscheven dat verkregen kan worden door het hierboven beschreven productieproces.

Opgemerkt wordt hier dat de techniek voor omhulling van vlasgranulaat volgens de uitvinding het mogelijk maakt om de wateropname van de vlasscheven aanzienlijk te verlagen, van aanvankelijk ongeveer 300-350% tot 150-250%, en de mechanische sterkte te vergroten van 0,2-0,5 MPa tot 4-6 MPa.

Deze techniek maakt ondermeer een verlaging mogelijk van de maatverandering van het aldus verkregen vlasbeton, die in de ordegrootte van 1,5 tot 2,5 mm/m ligt in plaats van 5 tot 8 mm/m zonder omhullingsbehandeling.

Het in het kader van de onderhavige uitvinding verkregen vlasbeton vertoont dus ten opzichte van traditioneel beton kwaliteiten op het vlak van lichtheid, thermische isolatie, akoestische isolatie, waterdampdoorlatendheid, naast het voordeel van het opwaarderen van bijproducten van vlas, wat de ontwikkeling van de productie en het gebruik ervan als metselwerkelement verklaart, met name in de constructie van dragende muren.

Gedetailleerde beschrijving van verschillende voorbeelden van toepassingen van de uitvinding

De volgende voorbeelden worden slechts ter illustratie van de uitvinding gegeven en vormen geen enkele beperking daarvan.

Voorbeeld 1: Productie van beton met daarin vlasgranulaat omhuld door bindmiddel (melk van kalk en cement) en tensioactieve stof

A) Productie van omhuld granulaat

In een bekend type menger worden ingebracht: 50 kg kalk en 25 kg cement, waarop 70 liter water aangevuld met 3 kg tensioactieve stof worden gegoten.

Gedurende 180 seconden wordt gemengd, vervolgens wordt 1 m³ vlasscheven toegevoegd.

Gedurende 5 minuten wordt verder gemengd, vervolgens wordt water toegevoegd afhankelijk van de vochtigheid van de vlasscheven totdat een perfect homogeen mengsel is verkregen.

Dit wordt gedurende ten minste 7 dagen gedroogd onder specifieke omstandigheden en het verkregen omhulde granulaat wordt opgeslagen voor later gebruik.

B) Productie van beton

In een menger wordt 1 m³ van het in de vorige stap verkregen omhulde granulaat ingebracht, waaraan een mengsel van minerale vulstof wordt toegevoegd: zand met een korrelverdeling 0-8, grind met een korrelverdeling 4-6,3 en puzzolaan met een korrelverdeling 4-7, totdat een totaalgewicht van 450 tot 700 kg verkregen is. Vervolgens wordt een eerste hoeveelheid voorbevochtigingswater bijgegoten onder voortdurend mengen totdat een homogeen mengsel verkregen is.

Er wordt 250 tot 1450 kg kalk en cement toegevoegd, aangevuld met 0,5 tot 3,5 gew% plastificeermiddel in verhouding tot het (de) bindmiddel(en). Het mengsel wordt vervolgens aangemaakt met water en dan gevormd en gedroogd.

Verkregen wordt vlasbeton waarvan de dichtheid begrepen is tussen 800 en 1700 kg/m³.

Voorbeeld 2: Productie van beton met daarin vlasgranulaat omhuld door bindmiddel (melk van kalk en cement) en tensioactieve stof en plastificeermiddel

A) Productie van omhuld granulaat

In een bekend type menger worden ingebracht: 50 kg kalk en 25 kg cement, waarop 70 liter water aangevuld met 1,5 kg tensioactieve stof en 1,5 kg plastificeermiddel worden gegoten.

Gedurende 180 seconden wordt gemengd, vervolgens wordt 1 nr³ vlasscheven toegevoegd.

Gedurende 5 minuten wordt verder gemengd, vervolgens wordt water toegevoegd afhankelijk van de vochtigheid van de vlasscheven totdat een niet-pasta-achtig mengsel is verkregen.

B) Productie van beton

In een menger wordt 1 m³ van het in de vorige stap verkregen omhulde granulaat ingebracht, waaraan een mengsel van minerale vulstof wordt toegevoegd: zand met een korrelverdeling 0-8, grind met een korrelverdeling 4-6,3 en puzzolaan 4-7, totdat een totaalgewicht van 450 tot 700 kg verkregen is.

Vervolgens wordt een eerste hoeveelheid voorbevochtigingswater bijgegoten onder voortdurend mengen totdat een homogeen mengsel verkregen is. Er wordt 250 tot 1450 kg kalk en cement toegevoegd, aangevuld met 0,5 tot 3,5 gew% plastificeermiddel in verhouding tot het (de) bindmiddel(en).

Het mengsel wordt vervolgens aangemaakt met water en dan gevormd en gedroogd. Verkregen wordt vlasbeton waarvan de dichtheid begrepen is tussen 800 en 1700 kg/m³.

Voorbeeld 3: Productie van beton met daarin vlasgranulaat omhuld door bindmiddel (melk van kalk en cement)

A) Productie van omhuld granulaat

In een bekend type menger worden ingebracht: 50 kg kalk en 25 kg cement, waarop 70 liter water wordt gegoten.

Gedurende 5 minuten wordt verder gemengd, vervolgens wordt water toegevoegd afhankelijk van de vochtigheid van de vlasscheven, totdat een perfect homogeen mengsel is verkregen.

B) Productie van beton

In een menger wordt 1 m³ van het in de vorige stap verkregen omhulde granulaat ingebracht, waaraan een mengsel van minerale vulstof wordt toegevoegd: zand met een korrelverdeling 0-8, grind met een korrelverdeling 4-6,3 en puzzolaan met een korrelverdeling 4-7, totdat een totaalgewicht van 450 tot 700 kg verkregen is. Vervolgens wordt een eerste hoeveelheid voorbevochtigingswater bijgegoten onder voortdurend mengen totdat een perfect homogeen mengsel verkregen is. Er wordt 250 tot 1450 kg kalk en cement toegevoegd. Het mengsel wordt vervolgens aangemaakt met water en dan gevormd en gedroogd.

Aldus betreft de onderhavige uitvinding vlasbeton dat in hoofdzaak gekenmerkt is doordat het vlasgranulaat omvat, dat omhuld is met een melk van kalk en/of cement, eventueel aangevuld met een tensioactieve stof en/of plastificeermiddel.

Het in de productie van geprefabriceerd dragend vlasbeton toegepaste omhulde vlasgranulaat wordt volgens de uitvinding verkregen door opeenvolging van de volgende bewerkingen, bewerkstelligd in een menger:

a) menging van het (de) bindmiddel(en) (melk van kalk en/of cement) met water aangevuld met een aanvullend middel (tensioactieve stof en/of plastificeermiddel);

b) toevoeging van vlasscheven en menging;

c) nabehandeling van omhulde vlasscheven gedurende ten minste 7 dagen onder specifieke omstandigheden.

De impregnering van vlasscheven door het mengsel van bindmiddel(en) en eventueel aanvullende middelen leidt tot afdichting van de poriën van de vlasscheven, waarbij het mengsel de poriën en gangen van het vlas binnendringt en daarna verhardt, wat aangetoond is door microscopische waarneming.

In de verschillende voorbeelden hierboven vertoont het verkregen vlasbeton goede prestaties op het vlak van de dimensionele stabiliteit, uitstekende kwaliteiten op het vlak van akoestische isolatie, thermische isolatie, lichtheid en waterdampdoorlatendheid evenals een goede geschiktheid voor industriële bewerking, met name zagen en snijden.

De lage dichtheid van vlasbeton vergemakkelijkt de toepassing ervan door technische operators.

Bovendien kan door de toepassing van dit type beton, dankzij zijn interessante thermische eigenschappen, de noodzaak van aanvullende thermische isolatie verminderd worden of zelfs helemaal vervallen. Deze aanvullende functie ten opzichte van andere producten in dezelfde toepassingsgebieden maakt zo besparingen ten 5 aanzien van constructiemateriaal mogelijk over het hele project.

Opgemerkt dient te worden dat deze gedetailleerde beschrijving betrekking heeft op een bijzonder uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding, maar deze beschrijving vormt op geen enkele wijze een beperking voor het onderwerp van de uitvinding. In tegendeel, ze heeft ten doel om eventuele onduidelijkheden of verkeerde 10 interpretaties van de hierna volgende conclusies weg te nemen.

Ook dient opgemerkt te worden dat de referenties die in de hierna volgende conclusies tussen haakjes zijn vermeld op geen enkele wijze een beperking vormen. Deze referenties hebben uitsluitend ten doel om de leesbaarheid en het begrip van de hierna volgende conclusies en de reikwijdte van de aangevraagde bescherming te verbeteren.

Claims

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor productie van dragend beton op basis van vlasscheven, genoemde werkwijze omvattende een fase van omhulling van vlasscheven, omvattende de volgende stappen:

o opneming in een menger van vlasscheven in een waterig mengsel omvattende ten minste één mineraal bindmiddel;

o behandeling voor inerteren door vermenging van vlasscheven en het waterige mengsel omvattende het ten minste één minerale bindmiddel voor een binnendringen van het genoemde waterige mengsel in de poriën en gangen van de genoemde vlasscheven;

o nabehandeling van de vlasscheven door droging, voor een afsluiting van de genoemde poriën en een verharding van de vlasscheven teneinde omhulde vlasscheven te verkrijgen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de opnemingsstap toevoeging in de menger van ten minste één aanvullend middel omvat.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het genoemde ten minste één aanvullende middel een tensioactieve stof en/of een plastificeermiddel omvat.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij het genoemde ten minste één aanvullende middel een tensioactieve stof op basis van geëthoxyleerde vetalcoholen omvat.
5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarbij het genoemde ten minste één aanvullende middel een plastificeermiddel op basis van polynaftalenen of polymelamines omvat.
6. Werkwijze volgens een van de conclusies 3 tot en met 5, waarbij de tensioactieve stof en/of het plastificeermiddel in waterige oplossing worden toegepast, verdund of in poedervorm, in een hoeveelheid van ongeveer 0,5 tot 3,5 gew% van de tensioactieve stof en/of het plastificeermiddel in verhouding tot het gewicht van de gebruikte bindmiddelen en in een hoeveelheid van 50 tot 150 liter water voor 1 m³vlasscheven.
7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de omhullingsfase voorafgaand aan de opnemingsstap een initiële menging omvat van ten minste één mineraal bindmiddel met water om het genoemde waterige mengsel te verkrijgen omvattende het genoemde ten minste één minerale bindmiddel.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de initiële menging van het ten minste één minerale bindmiddel met water uitgevoerd wordt gedurende 150 tot 200 seconden.
9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de menging van de vlasscheven en het waterige mengsel omvattende het ten minste één minerale bindmiddel uitgevoerd wordt gedurende 3 tot 10 minuten.
10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het minerale bindmiddel kalk en/of cement omvat dat geschikt is om na droging een harde schil te vormen rondom de genoemde vlasscheven.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij het minerale bindmiddel een cement omvat van het type CEM I en/of het type CEM II.
12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het minerale bindmiddel toegepast wordt in een hoeveelheid van maximaal 75 kg per 1 nf’ vlasscheven.
13. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij het minerale bindmiddel een mengsel omvat van kalk en cement toegepast in een hoeveelheid van 20 tot 75 kg per 1 m³vlasscheven.
14. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de stap van nabehandeling van de genoemde scheven uitgevoerd wordt onder vooraf bepaalde opslagcondities gedurende een bepaalde periode.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, waarbij de nabehandelingsperiode gelijk aan of meer dan 7 dagen is.
16. Werkwijze volgens conclusie 14 of 15, waarbij de opslagcondities een omgevingstemperatuur voor opslag omvatten die gelijk is aan 20 °C ± 5 °C en/of een relatieve luchtvochtigheid, of vochtigheidsgraad, die gelijk is aan 60% ± 10%.
17. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de toegepaste vlasscheven vezelvlasscheven of olievlasscheven zijn.
18. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij na de omhullingsfase van de vlasscheven de werkwijze een verkrijgingsfase omvat van het dragende beton, omvattende:

menging van granulaat van omhulde vlasscheven met een minerale vulstof die kan bevatten:

zand, en/of grind, en/of puzzolaan;

toevoeging van voorbevochtigingswater;

toevoeging van ten minste één bindmiddel en aanmaakwater; en vorming gevolgd door droging.
19. Dragend beton op basis van vlasscheven dat verkregen kan worden door een productiewerkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 18.

Uittreksel

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor de productie van dragend beton op basis van vlasscheven, genoemde werkwijze omvattende een fase van omhulling

5 van vlasscheven, omvattende de volgende stappen: opneming in een menger van vlasscheven in een waterig mengsel omvattende ten minste één mineraal bindmiddel; behandeling voor inerteren door vermenging van vlasscheven en het waterige mengsel omvattende het ten minste één minerale bindmiddel voor een binnendringen van het genoemde waterige mengsel in de poriën en gangen van de genoemde vlasscheven; en

10 een nabehandeling van de vlasscheven door droging, voor een afsluiting van de genoemde poriën en een verharding van de vlasscheven teneinde omhulde vlasscheven te verkrijgen.