NO144603B - Materiale bestaaende av cellulaere aggregater fordelt i et bindemiddel. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et materiale béståencfe av cellulære legemer fordelt i et herdbart eller herdet bindemiddel eller matrisemateriale.

Det er velkjent at man kan bruke cellulære legemer, f.eks. partikler eller legemer av ekspandert leire, klinker eller glass, som et aggregat i formbare eller støpbare sammensetninger for å redusere vekten på de produkter som fremstilles fra nevnte sammensetninger, eller for å modifisere deres varmeisolerende egenskaper.

Det oppstår ofte problemer når man skal sette sammen slike materialer for å oppnå en forønsket kombinasjon av egenskaper. Dette skyldes delvis en konflikt mellom forskjellige krav. Det er f.eks. ofte et problem .når man ønsker å fremstille lette produkter uten å tape for mye 'mekanisk styrke, og dette er spesielt tilfellet når man samtidig ønsker å fremstille formbare eller støpbare produkter' med gode varmeisolerende egenskaper. Slike problemer har man blant annet i forbindelse med produksjonen av lettvektbetong.

På grunn av en uforenelighet av en rekke ideelle egenskaper, må man nødvendigvis gjøre et kompromiss.

Det er en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe et materiale med en gunstig kombinasjon av egenskaper som hittil ikke har vært mulig å oppnå med kjente materialer.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveie-bragt et materiale omfattende cellulære legemer fordelt i et herdbart eller herdet bindemiddel eller matrisemateriale hvor de cellulære legemer omfatter en fraksjon av cellulære perler (i det følgende betegnet "finfraksjonsperler") med en korn-størrelse på opptil 3 mm, og en" fraksjon av cellulære perler (i det følgende betegnet "grovfraksjonsperler") med en korn-størrelse over 3 mm, og dette materiale er kjennetegnet ved at finfraksjonsperlene omfatter eller utgjøres av cellulære glassperler hver inneholdende en eller flere indre celler i et maksimalt tverrsnitt på minst 0,3 ganger perlens kornstørrelse, og har en ikke-cellulær eller mikrocellulær overflatehud, og ved at grovfraksjonsperlene omfatter eller utgjøres av cellulære glassperler som hver har en flercellet kjerne med et celleantall pr. enhetsvolum som er vesentlig høyere enn antallet av nevnte indre celler i finfraksjonsperlene, og har en ikke-cellulær eller mikrocellulær overflatehud.

Man har funnet at ved å bruke som et aggregat cellu-

. lære glassperler'med en størrelsesfordeling som går over og under 3"mm, og ved å bruke fine og grove fraksjoner av nevnte perler med forskjellige strukturegenskaper slik dette er angitt ovenfor, er det mulig å fremstille materialer som i. herdnet tilstand har bemerkelsesverdig høy mekanisk styrke i forhold til sin spesifikke tetthet og sin varmeledningsévne. I tillegg til dette vil de fine og grove fraksjoner tilsammen gi meget .fordelaktige lydisolerende egenskaper på de produkter som.frem-, stilles fra nevnte sammensetninger. - i Det er videre en fordel ved foreliggende oppfinnelse at en god fordeling av glassperlene i ethvert ønsket binde- . middélvoium éller volum av nevnte matrisemateriale, lett kan oppnås. Perlene kan lett blandes med et herdbart bindemiddel eller matrisemateriale, og dette skyldes deres sammensetning og fysisk form, og blandingen går lettere jo mer perlene har en kuleform. Det er derfor foretrukket at de glassperler som skal brukes i foreliggende oppfinnelse i alt vesentlig er kule-formet, men dette er ikke kritisk. Man kan bruke perler av enhver avrundet form, f.eks. elliptiske perler.

I foretrukne utførelser av foreliggende oppfinnelse har både i de fine og grove perler gitt en overflatehud som i alt vesentlig er vannugjennomtrengbar. Dette er meget fordelaktig for støpbare eller formbare sammensetninger, f.eks. sement, fordi man da kan fremstille materialet uten å ta hensyn til en vannabsorpsjon av perlene, og vann vil ikke bli fanget eller bundet i perlene når produktet tørker. Videre vil produktets varmeisolerende egenskaper ikke bli svekket Ved en fuktighetsabsorpsjon av perlene. Cellulære glassperler kan an- . sees å ha en i alt vesentlig vannugjennomtrengelig hud hvis vahnabsorpsjonen etterat perlene har ligget i vann i 24 timer, . er mindre enn 20 vektprosent..*.*

For enhver gitt type av materiale, vil det beste volum-forhold mellom de cellulære glassperlene og bindemidlet være avhengig av en rekke faktorer såsom bindemidlets egenskaper og styrke, samt varmeledningsevnen og andre egenskaper for det produkt som skal fremstilles.

De grove perlene bør fortrinnsvis dekke et størrelses-område som går opp til minst 8 mm. Generelt er det foretrukket ikke å bruke perler over en størrelse på 30 mm, og i de fleste tilfelle er det foretrukket å ha en maksimumsstørrelse som gir under 30 mm. Bruken av grovfraksjonsperler på opptil 8 mm i størrelse gir et meget gunstig styrke/tetthetsforhold for de

produkter som fremstilles. I visse materialer ifølge' foreliggende oppfinnelse vil nevnte grove fraksjonsperler dekke et størrelsesområde opp til minst 16 mm.

Finfraksjonsperlene bør fortrinnsvis dekke et størrelses-område som i alt vesentlig ligger under 3 mm. For en gitt vekt av fine perler vil en reduksjon av deres størrelse resultere i reduksjon av produktets varmeledningsévne og gjøre det lettere jevnt å fordela en vesentlig del av slike perler i sammensetningen. Tatt disse forhold i betraktning vil visse materi-

aler ifølge foreliggende oppfinnelse inneholde finfraksjonsperler som dekker et størrelsesområde som går under 1 mm i størrelse.

Finfraksjonsperlene har fortrinnsvis en volumtetthet

på ikke mer enn 350 kg/m"<*>. Ved å holde dette krav er det lett å fremstille materialer som har lav varmeledningsévne og rela-tivt høy kompresjonsresistens. I visse materialer ifølge foreliggende oppfinnelse vil nevnte finfraksjonsperler ha en volumtetthet på mellom 250-350 kg/m<3>.

Grovfraksjonsperlene har fortrinnsvis en volumtetthet som er lavere enn den som man har for finfraksjonsperlene. I visse materialer ifølge foreliggende oppfinnelse vil grovfraksjonsperlene ha en volumtetthet på ikke mer enn 200 kg/m 3, fortrinnsvis mellom,. 80-200 kg/m3 .. Ved å bruke grovfraks jonsper ler med slike egenskaper vil man lett kunne oppnå produkter med lav tetthet.

Bindemidlet eller matrisematerialet er fortrinnsvis sement. Det er i forbindelse med sement at oppfinnelsen har de fleste fordeler. Behovet for betong som kombinerer lett vekt med god mekanisk styrke og lav varmeledningsévne, har vært underkastet mye forskning i de senere år, og oppfinnelsen er et viktig bidrag på dette område. En betong som innbefatter fine

og grove cellulære glassperler med de karakteristika som er nevnt i foreliggende oppfinnelse, gjør at man kan fremstille

• * monolittiske strukturer som har lav vektbelastning og gode varmeisolerende egenskaper. Slik betong kan f.eks. brukes for fremstilling av vegger, gulver, flate tak,. kledningselementer, blokker og andre pfefabrikerte komponenter for strukturelle eller andre formål.»°

Det har allerede vært nevnt de foretrukne verdier med hensyn til størrelse på de cellulære glassperler. De verdier som er angitt kan også tilpasses materialer som inneholder forskjellige typer, bindemateriale. Eksperimenter har vist at når man bruker foreliggende oppfinnelse på fremstillingen av lettvektsbetong, f.eks. når man bruker sement som et bindemiddel, så oppnår man de beste resultater når man tilpasser en eller flere av de følgende betingelser (a) til (f): (a) volumet av de samlet fine og grove perler er minst .50% av sammensetningens tørrvolum; (b) grovfraksjonsperlene ligger helt i alt vesentlig i størrelsesområdet et 8-16 mm,

(c) grovfraksjonsperlene lar seg klassifisere i

to underfraksjoner som henholdsvis•inneholder perler over og under 80 mm i størrelse, og hvor volumtettheten av de perler som ligger i størrelsesområdet 3-8 mm er mindre enn volumtettheten på de andre perlene, men større enn volumtettheten på finfraksjonsperlene, (d) forholdet mellom volumtetthetene for grovfraksjonsperlene og finfraksjonsperlene ligger i området fra 6:1 og 1:1, (e) volumforholdet mellom fine og grove perler i materialet er slik at tørrsammensetningen

har en varmeledningsévne under 0,25 kcal/

m/time/°C,

(f) volumforholdet mellom de fine og grove fraksjoner av nevnte perler i materialet og deres størrelsesfordeling er slik at det tørre materiale 28 døgn etter herdning har en

3

tetthet under 950 kg/m og en kompresjonsmotstand på mer enn 60 kg/cm 2 (fortrinns-

vis 70-120 kg/cm 2).

Materialer ifølge foreliggende oppfinnelse (ikke

bare de hvor sement brukes som et bindemiddel) kan inneholde en eller flere andre aggregatkomponenter i tillegg til nevnte fine og grove fraksjoner av cellulære glassperler. For eksempel kan aggregatet inkorporere andre cellulære glassperler som ikke faller innenfor de nevnte kategorier. Som et annet eksempel kan man nevne at i en lettvektsbetong kan aggregatet inkorporeres sammen i tillegg til nevnte fine og grove fraksjoner av cellulære glassperler. Et nærvær av sand har en tendens til å øke kompresjonsmotstanden og betongen når denne er herdnet, og er derfor meget anvendelig i tilfelle hvor det er ønskelig med meget høy kompresjonsmotstand og hvor den maksimalt tillatte produkttetthet ikke er særlig lav.

Oppfinnelsen kan også brukes for fremstilling av materialet som innbefatter et syntetisk polymert materiale som bindemiddel. Ved å anvende foreliggende oppfinnelse kan man fremstille materialer som kombinerer i meget fordelaktig grad, god mekanisk styrke med god varmeisolerende og lydisolerende egenskaper. Slike materialer er f.eks. meget anvendbare for fremstilling av ferdig fabrikerte paneler eller andre komponenter som skal brukes i bygninger eller i andre strukturer eller for fremstilling av isolerende lag eller belegg in situ.

Egnede syntetiske polymerer som kan brukes som binde-materialer innbefatter termoplastiske og termoherdende har-pikser. Eksempler på et spesielt tilfredsstillende bindemiddel er polyuretan, samt fenoliske epoksy og polyesterhar-pikser. Andre egnede bindemidler er forskjellige typer gips og tjære eller bek.

Glassperlene kan være perler av naturlig glass, f.eks. obsidian, basalt, rhyolitt eller perlitt. Perlene er imidler-tid fortrinnsvis fremstilt av fabrikert glass, f.eks. natrium-kalkglass eller natriumbor-silikatglass.

•Materialer ifølge foreliggende oppfinnelse kan

herdne eller stivne i en form eller den kan spres utover slik det vanligvis gjøres når man bruker betong for å fremstille gulv eller andre strukturer in situ.

Fremstilling av finfraksjonsperler.

Perler med de ønskede karakteristika for finfrak-sj.onsperler kan f.eks. fremstilles ved å forstøvningstørke et utgangsmateriale som består av et flytende medium inneholdende glasspartikler, et bindemiddel for glasspartiklene, og hvis nødvendig et celluleringsmiddel, hvorved det dannes "ferske" perler, hvor glasspartiklene holdes sammen ved hjelp av bindemidlet og som -inneholder cellulærende midler eller en gass som er avledet av dette, hvoretter man brenner slike ferske perler slik at de omdannes til cellulære glassperler. I en slik metode vil størrelse og form på de brente perlene være i et visst forhold til størrelse og form på de ferske perlene som oppsto ved forstøvningstørkningstrinnet, og deres størrelse kan forut-bestemmes innen trange grenser. Når man fremstiller cellulære glassperler ved en slik fremgangsmåte, er det anbefalt å fremstille utgangsmaterialer, f.eks. slipemateriale inneholdende glasspartikler, med en viskositet i området 200-10.100 centipois. Det flytende medium er fortrinnsvis vann i en mengde på mindre enn 50%, fortrinnsvis 20-40 vektprosent basert på den totale -vekt av slipet. Med forstøvningstørkningstrinnet vil man få en tilstrekkelig fordampning av vannet fra de individuelle dråpene i løpet av meget kort oppvarmingsperiode. Det er meget tilfredsstillende for glasspartiklene i slipet at disse er partikler av knust glass i området 10-250 mikron,

men dette er ikke kritisk. Bindemidlet kan være oppløst i den kontinuerlige flytende fase eller mediet, eller i en flytende dispergert fase, og er fortrinnsvis et stoff som blir kjemisk integrert med glasset under brenningen av de ferske perlene ved en glassdannende temperatur. Natriumsilikat er et spesielt tilfredsstillende bindemiddel. Andre typer bindemiddel som kan brukes innbefatter syntetiske polymere stoffer, f.eks. fenoliske

og epksyharpikser, polyestere og polyamider. Celluleringsmidlet kan være et gassformet stoff eller et stoff eller en kombinasjon av stoffer som utvikler gasser, hvorved man får dannet indre celler i glassperlene under selve forstøvnings-tørkningstrinnet eller under den etterfølgende brenning av de ferske perlene. Eksempler på egnede midler i så henseende er karbonater, f .eks. kalsiumkarbonat, nitrater, f. eks. natrium-nitrat, urea, samt brennbare stoffer, såsom karbon og sagmugg.

I de fleste tilfelle vil fordampningen av væsken i selve slip-.utgangsmaterialet gi opphav til en viss cellulær effekt, og det

er mulig bare å være avhengig av dette medium som eneste cellu-leringsmiddei for dannelse av de indre celler. Hvis bindemidlet er spesielt utvalgt, kan selve den indre cellulære dannelse frembringes ved at en gass]utvikles av bindemidlet.

Det følgende er et eksempel på en slik fremgangsmåte

hvor man fremstiller perler som er egnet for nevnte finfrak-

sjon eller en del av finfraksjonen i aggregatet i et

materiale ifølge foreliggende oppfinnelse.

Perlefremstillingsmetode 1 ( Finfraksjon):

En vandig oppløsning av natriumsilikat (38 Baumé) ble blandet med pulverisert urea og glasspartikler i et størrelses-område 20-100 mikron. Glasspartiklene var partikler av et vanlig natrium-kalkglass med følgende sammensetning i vekt-prosent: 70.4% Si02, 12.78 Na20, 12.14 CaO, 1.77 MgO, 1.92 ^ 2°3' hvor resten var urenheter. 10,5 liter natriumsilikatoppløs-

ning ble brukt. pr. 20 kg glass. Ureamengden var lik 2 vekt-prosent basert på vekten av glasset. Ytterligere vann ble til-satt for å justere viskositeten på slipet til ca. 3000 cP. Ved hjelp av komprimert luft ble slipet sprøytet inn i en tørke-kolonne som inneholdt en oppadstigende strøm av varme forbren-ningjsgasser som kom fra en glassbrenningsovn og som hadde en tempiratur ved inngang i kolonnen i området 200-400°C.

Dråpene som forlot utsprøytningsdysen hadde varierende størrelse

i området 100-1000 mikron. I tørkekolonnen ble dråpene ført oppover ved hjelp av de oppadstigende varme gasser, hvoretter vannet fordampet fra dråpene, slik at de ble omdannet til selv-bærende perler som inneholdt glasspartikler holdt sammen ved

hjelp av natriumsilikat som bindemiddel. Samtidig fant det sted en viss dekomponering av urea med utvikling av gasser, slik at man fikk en viss utvidelse av de ferske perlene. Disse perlene ble tatt ut kontinuerlig på toppen av tørkekolonnen og-ble samlet før de ble ført inn i en glassbrenningsovn som ble holdt på en driftstemperatur i området 800-1200°C. I denne ovnen ble de ferske perlene ført oppover ved hjelp av oppadstigende varme gasser, og glasskornene i de individuelle ferske perlene smeltet eller ble myke og nevnte natriumsilikat ble kjemisk integrert i glasset. Perlene ekspanderte videre på grunn av dekomponeringen av.urea og et økende gasstrykk inne i perlene. De ferske perlene som ble ført inn i ovnen ble således omdannet til.cellulære glassperler. Disse perlene ble tatt ut på toppen av ovnen og så avkjølt i en gasstrøm til under glassets myk-ningsområde, før perlene ble tatt sammen i større volumer. De avkjølte cellulære glassperler hadde mer eller mindre kuleform og en størrelse som lå i området 250 mikron til 2,5 mm. Perlene ha• d• de cellulær struktur og en volumtetthet på ca. 250 kg/m <3>. Mesteparten' av perlene i den nedre del av størrelsesområdet inneholdt en enkelt glassperle som var omgitt av en tynn overflatehud. Mesteparten av perlene i den øvre del av nevnte størrelsesområde inneholdt en rekke større celler. Alle perlene hadde i alt vesentlig vanngjennomtrengelig overflatehud. Over-•flatehuden på de fleste perlene i den øvre del av størrelses-området, inneholdt mikroceller. Nærværet av mikroceller var

mindre påfallende i overflatehuden på de mindre perlene. De små og hule perlene som inneholdt en enkelt stor celle og de større perlene som inneholdt en rekke celler hvorav minst en hadde en maksimal dimensjon som var minst en tredjedel av meshstørrelsen på perlen, kunne sammen brukes som finfraksjonsperlene i et

materiale ifølge foreliggende oppfinnelse. Ved å øke mengden av celluleringsmidlet og/eller øke brenningstemperaturen opp over de gitte verdier, kunne den midlere cellestørrelse i de store perlene økes.

Fremstilling av grovfraksjonsperlene.

Perler med de egenskaper som gjør at de kan brukes som nevnte grovfraksjonsperler, kan f.eks. fremstilles ved å danne små nudler eller klumper av vandig pasta bestående av glasspartikler og et celluleringsmiddel og underkaste slike nudler en oppvarming og en etterfølgende herdning. Forutsatt at man har valgt passende ingredienser i blandingen og en passende oppvarming og avkjøling, vil nevnte nudler bli omdannet til perler av den ønskede struktur. Blandingen bør bare inneholde en liten mengde celluleringsmiddel, fortrinnsvis mindre enn 5 vektprosent basert på vekten av glasset. Under oppvarming vil glasspartiklene begynne å klebe seg sammen og så flyte helt sammen, idet denne prosess starter på overflaten av klumpene. En overflate til overflatesammensmeltning av slike glasspartikler bør skje før man får utviklet gass fra celluleringsmidlet. Klumpene eller nudlene må oppvarmes tilstrekkelig til at man får en utvidelse av de første perlene under et gasstrykk, men ikke i så sterk grad at perlene klapper sammen eller at alt det smeltede glass blir forskjøvet ut mot periferien av perlene.

Det følgende er et eksempel på en fremstillingsmåte for perler som er egnet for å utgjøre den grove fraksjon eller en del av denne fraksjon av aggregatet i et materiale ifølge - foreliggende oppfinnelse.

Perlefremstillingsmetéde 2 ( grovfraksjon).

Knust natrium-kalkglass med en midlere kornstørrelse på 6 mikron og et spesifikt overflateareal på 350 cm 2/g ble blandet med knust kalksten med en midlere kornstørrelse på 4 mikron i en mengde på 2,25% basert på vekten av glasset, samt vann i en mengde på ca. 10 vekt-prosent basert på aggregat-"vekten av glasset og kalkstenen.

Ingrediensene ble blandet slik at det ble dannet en pasta på et trau eller en skive hvorfra nudler av klumper av pastaen ble kastet ut og fordelt som et enkelt lag på et metall-nettbelte, hvorfra nudlene med en størrelse på 5-10 mm i størrelse ble transportert gjennom en tunnelovn som ble holdt på en temperatur 600-650°C. Klumpene ble i ovnen i ca. 13

min. Under en første periode på ca. 10 min. ble nudlene eller klumpene tørket, og på dette tidspunkt hadde de fått ovns-temperatur. Nudlene ble følgelig på nevnte temperatur i ca.

2-3 min. Dette var tilstrekkelig til at glasspartiklene i over-flatelagene på de individuelle klumpene ble sintret sammen. Kvaliteten vei denne overflatesintring er viktig, fordi den i

vesentlig grad påvirker sluttproduktets egenskaper.

De overflatesintrede klumpene ble ført inn i en roter-ende trommelovn som ble holdt på 800°C. Klumpene ble i ovnen i 3-4 min. Under denne periode ble trommelen holdt under . kontinuerlig rotasjon slik at klumpene var i gjensidig rul-lende kontakt. Glasspartiklene ble myknet og kalkstenen dekompo-nert under utvikling av CC^/ hvorved man får en cellulering. Klumpene ble omdannet til cellulære glassperler i en størrelse som var ca. dobbelt av utgangsstørrelsen, og perlene er karakterisert ved en skumaktig glasskjerne og en omgivende hud som er ikke cellulær eller bare svakt cellulær. Disse perlene ble avsatt på et metalltransportbånd og ble deretter transportert ..gjennom en herdningstunnel hvor perlene ble redusert til en herdetemperatur på ca. 500°C og holdt her fra 10-15 min. Perlene .ble deretter raskt avkjølt til romtemperatur. De dannede perler hadde 'en volumtetthet på mellom 0,12 og 0,18 g/cm<3.>

Perlene hadde meget lav vannpermeabilitet, og dette fremgikk av.at dé etter en nedsenkning i vann ved romtemperatur i 24 timer, hadde absorbert mindre enn 7 volum-% vann. Vannabsorpsjonen etter eksponering av perlene i 24 timer i en atmos-fære med 99% relativ fuktighet ved 20°C,'var mindre enn 0,25' vekt-%..

Vannabsorpsjonen har en tendens til å være lavere for perler med en.volumtetthet i den øvre del av forannevnte område, og.kan være så lav som 3 volum-% og mindre enn 0,1 vekt-% henholdsvis under de angitte betingelser.

Perlene hadde en knusestyrke over 15 kg/cm <2>selv for perler med den laveste volumtetthet.

Fremstillingen av materialer ifølge foreliggende oppfinnelse krever kun at man blander de cellulære legemer med det utvalgte bindemiddel eller matrisematerialet, samt vann eller en annen væske hvis dette er nødvendig. Ved fremstillingen av lettvektsbetong, er det foretrukket å blande sementen og de cellulære glassperlene i tørr form og så tilsette vann og så fortsette blandingen inntil man får en helt jevn fordeling av glassperlene. Som et alternativ kan perlene tilsettes en på forhånd fremstilt mørtel.

En del av en struktur dannet av et spesielt materiale ifølge foreliggende oppfinnelse, er som et eksempel, angitt på den vedlagte tegning og vil bli nærmere beskrevet nedenfor.

Materialet som danner nevnte struktur består av

en sementmatrise eller bindemiddel 1 hvori det er fordelt en grovfraksjon av glassperler, såsom 2 (over 3 mm i størrelse) og en finfraksjon av glassperler, såsom 3 og.4 som har en størrelse under 3 mm. Grovfraksjonsperlene 2 har en multicellulær kjerne omgitt av en ialt vesentlig ikke-cellulær overflatehud som ialt vesentlig er vannimpermeabel. Finfraksjonsperlene 3 er hule perler bestående av et skall som har mikro-cellulær struktur og som også er vannugjennomtrengelig. Finfraksjonsperlene 4 som har mindre størrelse enn finfraksjonsperlene 3, er hule perler som har en ialt vesentlig ikke-cellulær.overflatehud som like-ledes ialt vesentlig er vannugjennomtrengelig. For å gjøre teg-ningen klarere som en illustrasjon, er perlene av de forskjellige fraksjoner ikke tegnet i samme skala.

Foreliggende oppfinnelse innbefatter ethvert og alle materialer med den følgende definisjon: En lettvekst støpt sammensetning, f.eks. betong av vanlig struktur dannet av et bindemiddel, vann (eventuelt) og grove og fine aggregater,

hvor finaggregaténe har en diameter fra 0 til 3 eller 4 mm,

og ved at disse aggregater i det minste delvis, er sammensatt av korn av et ekspandert produkt, og hvor kornene har meget liten vannabsorpsjonsevne og en tilsynelatende volummasse på høyst 350 kg/m<3>, og ved at de grove aggregater har en diameter på mellom 3 og 30 mm, og hvor disse aggregater i det minste delvis er sammensatt av korn av et ekspandert pro-

dukt hvor kornene har liten vannabsorpsjonsevne og en tilsynelatende volummasse under 200 kg/m 3. I tillegg til disse egenskaper er den støpte sammensetning fortrinnsvis karakterisert ved at den tilsynelatende volummasse på de fine aggregater synker ettersom diameteren på aggregatene øker. Foreliggende oppfinnelse innbefatter også støpbare materialer (f.eks. sammensetninger hvor sement er tilstede som bindemiddel,

sammen med vann) for støping av materialet slik dette er definert tidligere.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen..

Eksemplene 1 til 4

Den følgende tabell I gir sammensetningen på fire forskjellige lettvekts-betongblandinger ifølge foreliggende oppfinnelse.

I de ovennevnte fire sammensetninger hadde de cellulære glassperler i finaggregatfraksjonen (0-3 mm) og grovaggre-gatfraksjonen (3-16 mm) den struktur som er nødvendig for slike fraksjoner ifølge foreliggende^oppfinnelse. Alle perlene absor-berte mindre enn 6% vann under 24 timers nedsenkning i nevnte medium. Perlene i størrelsesområdet 0-3 mm ble fremstilt ved den fremgangsmåte for fine perler som er beskrevet tidligere. De hadde en volumtetthet på 2 50 kg/m 3 . Perlene i områodet 3-8 mm som hadde en volumtetthet på 160 kg/m 3 , og perlene X områodet 8-16 mm, som hadde en volumtetthet på 140 kg/m 3, var fremstilt ved den fremgangsmåte for fremstilling av grovfraksjonsperler som er beskrevet tidligere.

Lettvektsbetong fremstilt av materialet ifølge de '.' ■ ovennevnte eksempler 1-4, viser meget liten krympning (litt ' større enn vanlig betong). De var ikke brennbare og var bemerkelsesverdig resistente overfor høye temperaturer. Ved en Opp^ varming f.eks. til 500° størrelse, sank knusestyrken for slik lettvektsbetong med mindre enn 10%. Den tilsvarende verdi for vanlig betong er 60-70%.

Lettvektsbetong på basis av foreliggende materiale gir udmerket varmeisolering. Den følgende tabell II viser denne fordel ved å sammenlikne lettvektsbetong ifølge forannevnte eksempel I, med andre betonger av vanlig type. For hver betong gir tabellen den totale veggtykkelse som er nødvendig for å oppnå en varmeoverførihgskoeffisient for en vegg som tilsvarer 0,60 kcal/m<2>/time/°C.

(1) Tilsynelatende volummasse på betongen alene * (2) består av to lag av betong 10 og 8 cm i tykkelse med et mellomliggende hulrom på 5 cm fylt med et isolerende materiale. (3) Cellulær betong som er kommersielt under varemerket SIPOREX, YTONG eller DUROX.

Claims (19)

1. Materiale omfattende cellulære legemer fordelt i et herdbart eller herdet bindemiddel eller matrisemateriale, hvor de cellulære legemer omfatter en fraksjon av cellulære perler (i det følgende betegnet "finfraksjonsperler") med en kornstørrelse på opptil 3 mm, og en fraksjon av cellulære perler (i det følgende betegnet "grovfraksjonsperler") med en kornstørrelse over 3mm,karakterisert ved at finfraksjonsperlene omfatter eller utgjøres av cellulære glassperler hver inneholdende en eller flere indre celler i et maksimalt tverrsnitt på minst 0,3 ganger perlens kornstørrelse,' og har en ikke-cellulær eller mikrocellulær overflatehud, og ved at grovfraksjonsperlene omfatter eller utgjøres av 0 cellulære, glassperler som hver har en flercellet kjerne med et celleantall pr. enhetsvolum som er vesentlig høyere enn antallet av nevnte indre celler i finfraksjonsperlene, og har en ikke-cellulær eller mikrocellulær overflatehud.

2. Materiale ifølge krav 1, karakterisert ved at de fine og grove fraksjoner av perler ialt vesentlig har en vannugjennomtrengelig overflatehud.

3. Materiale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at grovfraksjonsperlene har et størrelsesområde som går opp til minst 8 mm.

4. Materiale ifølge krav 3, karakterisert ved at grovfraksjonsperlene dekker et størrelsesområde som går opp til minst 16 mm.

5. Materiale.ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at finfraksjonsperlene dekker et størrelsesområde som går ned til under 1 mm.

6. Materiale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert, ved at finfraksjonsperlene 3 har en volumtetthet under 350 kg/m .

7. Materiale ifølge krav 6, karakterisert ved at finfraksjonsperlene har en volumtetthet på mellom 250 og 350 kg/m<3>.

8. Materiale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at grovfraksjonsperlene har en volumtetthet under 200 kg/m<3>.

9. Materiale ifølge krav 8, karakterisert ved at grovfraksjonsperlene har en volumtetthet på mellom 80 og 200 kg/m<3>.

10. Materiale ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at bindemidlet eller matrisematerialet er sement.

11. Materiale ifølge krav 10, karakterisert ved at volumet av de samlede fine og grove perler er minst . c 50% av sammensetningens tørrvolum.

12. Materiale ifølge krav 10 eller 11, kar a k t é r i sert ved at grovfraksjonsperlene helt eller ialt vesentlig ligger i området fra 8 til 16 mm.

13. Materiale ifølge ethvert av kravene 10-12, k a r a' k-terisertved at grovfraksjonsperlene lar seg . klassifisere i to underfraksjoner henholdsvis som inneholder perler over og under 8 mm i størrelse, og hvor bulkvolumet av underfraksjonen i området fra 3-8 mm er mindre enn bulkvolumet for perlene i nevnte andre underfraksjon, men større enn bulkvolumet for nevnte finfraksjonsperler.

14. Materiale ifølge ethvert av kravene 10-13, karakterisert ved at forholdet mellom bulkvolumet for grovfraksjonsperlene og finfraksjonsperlene ligger mellom 6:1 og 1:1.

15. Materiale ifølge ethvert av kravene 10-14, karakterisert ved at forholdet mellom volumene av nevnte fine og grove fraksjoner av perler i materialet er slik at det tørre materiale har en varmeledningsévne under 0,25 kcal/m/time/°C.

16. Materiale ifølge ethvert av kravene 10-16, karakterisert ved at forholdet mellom volumene av nevnte fine og grove fraksjoner i materialet og deres størrelses-fordeling er slik at det tørre materialet 28 timer etter herding har en tetthet under 950 kg/m 3 og en kompresjonsresistens på mer enn 60 kg/cm 2.

17. Materiale ifølge ethvert av kravene 10-16, karakterisert ved at sementen også inneholder sand.

18. Materiale ifølge ethvert av kravene 1-9, karakterisert ved at bindemidlet eller matrisematerialet er en syntetisk polymer.

19. Materiale ifølge krav 18, karakterisert ved at bindemidlet eller matrisematerialet består av polyuretan eller en fenolisk, epoksy eller polyesterharpiks.