Werkwijze voor het vervaardigen van lichtgewicht bouwmateriaalMethod for manufacturing lightweight construction material
De werkwijze heeft betrekking op het maken van een licht bouwmateriaal onder toepassing van een schuim. Dergelijke materialen zijn bekend onder de naam schuimbeton. Een bekende werkwijze is die waarbij een schuim wordt gemaakt in een speciale menger, waarna aan het schuim cement wordt toegevoegd. Bij een andere bekende werkwijze wordt gelijktijdig schuim, cement en water gemengd zonodig onder toevoeging van vulstoffen, meestal fijn ) zand. Verder zijn methoden bekend om tijdens het mengen van componenten gas te laten ontstaan in het mengsel, dat dan een geblazen mortel geeft, die na uitharden ook schuimbeton wordt genoemd. Bekend zijn ook bouwmaterialen die licht zijn maar die worden verkregen door een verharding in een stoomdrukvat en i die bekend zijn onder de naam gasbeton. Kenmerk voor schuimbeton is dat bij lage temperatuur wordt uitgehard. Een van de gebruikelijke manieren van schuimbeton produktie afwijkende methode wordt aangegeven in de Nederlandse aanvrage 8500532, waarin eerst een cementbrij wordt gemaakt, waarna een schuim wordt toegevoegd, of waarbij na toevoeging van geëxpandeerde polystyreen bolletjes schuim wordt toegevoegd. Ook wordt aangegeven in deze aanvrage de mogelijkheid om een gedeelte van het schuim eerst toe te voegen aan de cementbrij om later na het mengen van deze brij met de bolletjes de rest van het benodigde schuim te injecteren.The method relates to making a light building material using a foam. Such materials are known under the name foam concrete. A known method is that in which a foam is made in a special mixer, after which cement is added to the foam. In another known method, foam, cement and water are mixed simultaneously, if necessary, with the addition of fillers, usually fine sand. Furthermore, methods are known for generating gas in the mixture during the mixing of components, which then gives a blown mortar, which after curing is also called foam concrete. Also known are building materials which are light but which are obtained by a hardening in a steam pressure vessel and which are known under the name of aerated concrete. Foam concrete is characterized by low temperature curing. A method deviating from the usual methods of foam concrete production is indicated in Dutch application 8500532, in which a cement slurry is first made, after which a foam is added, or foam is added after the addition of expanded polystyrene spheres. It is also indicated in this application that it is possible to first add a part of the foam to the cement slurry and to inject the rest of the required foam later after mixing this slurry with the spheres.
Bij de werkwijze volgens uitvinding worden eerst de componenten droog gemengd, waarna water wordt toegevoegd en vervolgens het schuim. Gemengd kunnen worden cement, het bindmiddel, gebluste kalk, vliegas, zand van het type duinzand, woestijnzand, zeezand, klapzand e.d., fijnkorrelige zanden, die ook wel als afvalzanden worden gewonnen bij mijnen en waarvan grote hoeveelheden beschikbaar zijn, kortom zanden, welke in hoofdzaak een korrelopbouw hebben die voor tenminste 80% kleiner is dan 100 micron, klei, lateriet en andere materialen die fijn van deeltjes opbouw zijn.In the method according to the invention, the components are first mixed dry, then water is added and then the foam. It is possible to mix cement, the binder, slaked lime, fly ash, sand of the type of dune sand, desert sand, sea sand, impact sand, etc., fine-grained sands, which are also extracted as waste sands from mines and of which large quantities are available, in short, essentially have a grain build-up that is at least 80% less than 100 microns, clay, laterite, and other fine particle build-up materials.
In het mengsel kan verder worden ingebracht grover korrelig materiaal, zoals bolletjes van geëxpandeerde polystyreen, korrels van geëxpandeerde klei, gemalen slakachtige afval-produkten, zoals die worden verkregen bij het stoken van kolen of het vergassen van kolen. Ook kunnen geëxpandeerde hoogoven-slakken als grove vulstof worden bïjgemengd terwijl gemalen en gegranulleerde hoogovenslakken als bindmiddel zijn toe te passen al of niet in combinatie met een of meerdere andere anorganische bindmiddelen. Als cement kunnen zowel die op basis van Portland cement worden toegepast als die op basis van aluminium en ijzer cement. Een snelle verharding treedt op, indien wat aluminium cement wordt gemengd met Portland cement, zoals dat in de literatuur wordt aangegeven. Indien de toepassing dit toelaat, kan aan de geschuimde massa aluminium-poeder worden toegevoegd, waardoor het materiaal na te zijn geplaatst nog uitzet voordat de verharding aanvangt, zodat een uiterst licht bouwmateriaal wordt verkregen, daar waar de constructieve eisen niet de toepassing bepalen. De werkwijze voorziet tevens in een methode om de mortel te verpompen. Hiertoe wordt na het mengen met wat water en eventueel wat schuim onder druk schuim geïnjecteerd in het op de menger aangesloten afvoersysteem, waardoor het mengsel zich snel door dit systeem verplaatst. Het voordeel van het gebruik van schuim is o.a. dat een materiaal wordt verkregen, dat licht is en zich snel en eenvoudig in allerlei vormen laat brengen. Dit betekent dat een goedkope en snelle bouw van onderkomens mogelijk wordt, welke het voordeel hebben van een goede isolatie te bezitten. Met succes kunnen ook vezelachtige stoffen in de mortel worden verwerkt, waardoor de sterkte wordt verhoogd. Voor tropische gebieden is houtachtige vezel een goedkoop materiaal. Als vulstof is verder zaagsel te gebruiken of afvalstof van bijvoorbeeld kalksteen verwerking. Kortom de schuimbeton kan opgebouwd worden uit een matrix van fijne stoffen, gebonden door een anorganisch bindmiddel, waarin grovere lichtgewicht stoffen worden gevat. Aan het totale mengsel wordt schuim toegevoegd.Coarser granular material such as spheres of expanded polystyrene, granules of expanded clay, ground slag-like waste products such as those obtained from coal firing or coal gasification may be introduced into the mixture. Expanded blast furnace slags can also be mixed as a coarse filler, while ground and granulated blast furnace slags can be used as a binder, optionally in combination with one or more other inorganic binders. Both Portland based cement and aluminum and iron based cement can be used as cement. Rapid hardening occurs when some aluminum cement is mixed with Portland cement as indicated in the literature. If the application permits, aluminum foam can be added to the foamed mass, so that the material, after being placed, expands before the hardening starts, so that an extremely light building material is obtained, where the construction requirements do not determine the application. The method also provides a method of pumping the mortar. To this end, after mixing with some water and possibly some foam under pressure, foam is injected into the discharge system connected to the mixer, whereby the mixture moves quickly through this system. The advantage of the use of foam is, among other things, that a material is obtained, which is light and can be quickly and easily brought into various shapes. This means that a cheap and fast construction of shelters is possible, which have the advantage of having good insulation. Fibrous materials can also be successfully incorporated into the mortar, increasing its strength. Woody fiber is a cheap material for tropical areas. As a filler, sawdust can also be used or waste from, for example, limestone processing. In short, the foam concrete can be built up from a matrix of fine materials, bound by an inorganic binder, in which coarser lightweight materials are contained. Foam is added to the total mixture.
Nog niet genoemde veelvuldig voorkomende lichte stoffen zijn het geëxpandeerde aluminiumsilicaat, dat onder de namen Vermiculiet en Perlite in Nederland op de markt wordt gebracht. De werkwijze volgens uitvinding is goed geschikt voor het maken van schuim dat met een spuitinstrument in een bekisting wordt gebracht of tegen een wapeningsconstructie wordt aangebracht om aldus deel uit te maken van een woning. Het zal duidelijk zijn, dat vooral deze laatste toepassingswijze een goedkoop bouwen mogelijk maakt. Door toepassing van waterwerende middelen kunnen constructies zeer goed waterdicht worden gemaakt. Wordt lateriet als hoofdbestanddeel van het bouwmateriaal toegepast, dan is het zeer aan te bevelen de constructie waterwerend te maken, daar lateriet bij uitdrogen een hoge sterkte ontwikkelt om deze bij verzadiging met water weer kwijt te raken, ondanks de aanwezigheid van cement in de mortel. Extreem gesteld zal lateriet, indien goed waterwerend gemaakt en toegepast met alleen schuim in uitgedroogde toestand een redelijke sterkte aan het lichte bouwmateriaal kunnen geven, zodat er ook cementloos zou kunnen worden gewerkt. Interessant is ook de toepassing van zgn. natuurlijke puzzolanen, die in vulkanische streken voorkomen. Deze puzzolanen kunnen onder invloed van kalk harden en geven dan een materiaal van lage sterkte, maar met goede warmte isolerende eigenschappen. Het toepassen van dergelijke stoffen en afvalstoffen, zoals kolenassen hebben het voordeel dat in streken waar cement in niet zulke grote hoeveelheden kan worden aangeboden, deze stoffen in combinatie met andere, toch in de schuimbeton voldoende bindmiddel extra geven om een acceptabele sterkte te bereiken, onder aanwending van minimale cementhoeveelheden.Frequently occurring light substances not yet mentioned are the expanded aluminum silicate, which is marketed in the Netherlands under the names Vermiculite and Perlite. The method according to the invention is well suited for making foam which is brought into a formwork with a spraying instrument or which is applied against a reinforcement construction in order to thus form part of a house. It will be clear that the latter method of application in particular enables cheap construction. By using water repellents, constructions can be made very waterproof. If laterite is used as the main component of the building material, it is highly recommended that the construction be made water-resistant, since laterite develops a high strength upon drying to get rid of it when saturated with water, despite the presence of cement in the mortar. In extreme terms, laterite, if made water-resistant and applied with only foam in the dried state, can give a reasonable strength to the light building material, so that work can also be carried out cement-free. Also interesting is the application of so-called natural pozzolans, which occur in volcanic regions. These pozzolans can harden under the influence of lime and then give a material of low strength, but with good heat insulating properties. The use of such substances and waste materials, such as coal ash, has the advantage that in regions where cement cannot be offered in such large quantities, these substances, in combination with other, yet in the foam concrete, provide additional binder to achieve an acceptable strength, under use of minimum cement quantities.