WO2011044605A1 - Dämmstoff - Google Patents

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WO2011044605A1
WO2011044605A1 PCT/AT2010/000388 AT2010000388W WO2011044605A1 WO 2011044605 A1 WO2011044605 A1 WO 2011044605A1 AT 2010000388 W AT2010000388 W AT 2010000388W WO 2011044605 A1 WO2011044605 A1 WO 2011044605A1
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WO
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component
foam
formulation according
proportion
sulfate
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PCT/AT2010/000388
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English (en)
French (fr)
Inventor
Falco Ducia
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.)
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Publication date
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    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • C04B38/106—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam by adding preformed foams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/08—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions using driven mechanical means affecting the mixing
    • B28C5/10—Mixing in containers not actuated to effect the mixing
    • B28C5/12—Mixing in containers not actuated to effect the mixing with stirrers sweeping through the materials, e.g. with incorporated feeding or discharging means or with oscillating stirrers
    • B28C5/1238—Mixing in containers not actuated to effect the mixing with stirrers sweeping through the materials, e.g. with incorporated feeding or discharging means or with oscillating stirrers for materials flowing continuously through the mixing device and with incorporated feeding or discharging devices
    • B28C5/1269—Mixing in containers not actuated to effect the mixing with stirrers sweeping through the materials, e.g. with incorporated feeding or discharging means or with oscillating stirrers for materials flowing continuously through the mixing device and with incorporated feeding or discharging devices for making cellular concrete
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • 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 formulation for producing a self-hardening, mineral insulating material comprising a hydraulically setting binder and a pozzolanic setting binder and a sulfate, a mineral, pore-containing insulating material comprising a hydraulically setting component and a foam component, a component having a component body, a method for Production of a mineral, self-hardening insulating material according to which pulverulent constituents are mixed to form a mixture in a mixer in order to produce the preceding formulation and water is added to this mixture to form a slurry, and a device for producing a mineral, self-hardening insulating material comprising a first mixing section for preparing a slurry of powdered components and water.
  • thermal insulation of buildings has recently been increasingly discussed again.
  • thermal insulation are widely known from the prior art and in various designs. Essentially, a distinction can be made between inorganic-based and organically-based insulating materials. What is common to both is that they essentially try to reduce the heat conduction through the insulating material through a possibly large "pore volume.”
  • Organically based insulating materials have the advantage over inorganic-based insulating materials as a rule that they have a significantly lower density and process technology
  • EP 0 628 523 A1 discloses a process for the production of a thermal insulation material from quartz powder with a BET specific surface area of at least about 3 m 2 , which is also known from the state of the art / g, hydrated lime, water, foam and a rapid cement containing reactive aluminates, in which the thermal insulation material has a bulk density of less than 250 kg / m 3.
  • a pourable raw mixture is produced from the raw materials, which is poured into molds
  • the raw mixture is dependent on the total o the solids at a weight ratio of water / solids (without foam) of at least about 1.25 to about 1.85 and a constant conversion of the quartz powder and the reactive aluminates to substantially stoichiometric amount of hydrated lime having a BET surface area of at least about 15 m 2 / g.
  • the ingots cast in molds are removed from the mold after sufficient solidification to a mold bottom and autoclaved on the mold bottom.
  • the foam used is a surfactant or a protein foam.
  • Object of the present invention is to provide a self-curing, mineral insulation material having a dry weight of at most 300 kg / m 3 .
  • This object of the invention is in each case independently achieved by the formulation mentioned at the beginning, in which the hydraulically setting binder is formed on the basis of a sulfate aluminate cement (SAC) comprising a sulfate component and an aluminum component and is contained in a proportion of at least 50 parts by weight , by an insulating material with this formulation, by a component comprising the insulating material, by the aforementioned method in which a foam component is added to the slurry in a second mixing stage and mixed into the slurry, and then the insulating material is cured, and by the device, in which a second mixing section is arranged downstream of the first mixing section, for mixing the slurry with a foam component.
  • SAC sulfate aluminate cement
  • the advantage here is that the insulation material can be produced without required autoclaving, whereby the process can be simplified and costs can be reduced.
  • the use of said hydraulically setting binder also achieves the advantage that the insulating material does not or does not substantially shrink during hardening. It is thus achieved that components provided with the insulating material, such as e.g. With this at least partially filled hollow brick, are easier to produce by not taking into account a Schwundmaschine. It is thus the degree of filling of such devices can be improved, whereby the thermal insulation can be improved in total.
  • an insulating material can be achieved which also has fire protection properties up to approx. 1150 ° C.
  • the proportion of the sulfate-aluminate cement in the formulation is at least 60 parts by weight, in particular at least 70 parts by weight, whereby the mechanical Properties and the insulating properties of the insulating material can be further improved.
  • the statement that the sulphate-aluminate cement contains a sulphate component and an aluminum component does not necessarily mean in the context of the invention that these are discernible phases of the cement, but is only intended to illustrate that in the sulphate-aluminate cement S0 4 or S0 3 and aluminum are included.
  • the sulfate component is selected from a group comprising calcium umsulfat, ⁇ - or ß-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 material, which undergo a phase change over time, 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.
  • the ratio of the sulfate component to the aluminum component may 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 collapses and thus the porosity of the insulating material 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 Si0 2 particles in a proportion of not more than 10 parts by weight.
  • the Proportion of Si0 2 particles but not more than 7.5 parts by weight, in particular not more than 7.5 parts by weight.
  • the formulation contains special Si0 2 particles in the form of so-called silica fumed.
  • This is a reactive Si0 2, through which the fire resistance of the insulation can be improved by a carried consumption of energy for reactions, the Si0 2 "cooling" effect.
  • carbon-free Si0 2 particles having a purity of at least 97 % used.
  • 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 Si0 2 particles have a particle size of at most 45 ⁇ , wherein in particular the proportion of coarse grain is limited to a maximum of 2% and the rest of Si0 2 - particles have a particle size of at most 1 ⁇ , preferably at most 0.3 ⁇ ,
  • 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 formulation may further contain at least one so-called high conductivity liquefier 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 alone for this purpose ,
  • the proportion is limited to a maximum of 3 parts by weight.
  • the proportion of the high-performance plasticizer is limited to a maximum of 0.5 parts by weight, preferably at most 0.3 parts 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 in a proportion of maximum 0.5 parts by weight is added.
  • the thickener is preferably added in a proportion of not more than 0.25 parts by weight, in particular not more than 0.02 parts by weight.
  • the thickener is preferably 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 e.g. the rheology, the dispersion of the solids, or the water requirement and the water retention capacity. In view of the processability of the slurry was also found that improvements occur when the proportion of thickener is not more than 70% of the proportion of Hoch intricatesver- liquid.
  • fibers it is furthermore possible for fibers to be added to the formulation in a proportion of not more than 3 parts by weight, in particular not more than 1 part by weight, preferably 0.3 parts by weight, in order to improve the bending tensile strength of the insulating material. But it can also be used to stabilize the foam component.
  • Cellulose fibers store water, which is needed in the setting process, whereby this physically "bound" water is better controllable with regard to the hardening of the mineral foam Cellulose fibers can also be used as thickener.
  • the fibers preferably have a maximum length of 50 mm, in particular a maximum of 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 ⁇ and 25 ⁇ , preferably between 13 ⁇ and 18 ⁇ is added, especially when the bending tensile strength is to be increased.
  • ⁇ fibers up to a length of 0.1 mm, preferably up to 30 ⁇ ⁇ ⁇ , and in particular a diameter of up to 2, preferably up to 1.5 ⁇ , are, however, preferably added theological reasons.
  • 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 parts by weight, preferably up to 1 part by weight.
  • the formulation it may be provided that it is free from aggregates, i. is filler-free, so contains no non-reactive constituents, whereby the density of the insulating material could be further reduced.
  • the foam component is formed by a protein foam and / or a surfactant foam. It can thus be better controlled the foaming behavior than in the method of direct foaming with a blowing agent.
  • the pore size and the pore distribution can be influenced, and thus the heat conductivity or the sound absorption capacity of the insulating material can be better adjusted.
  • the proportion of the foam component per m 3 of slurry between 30 kg m 3 and 70 kg / m 3 , in particular between 40 kg / m 3 and 60 kg / m 3 , since thus an improvement of the insulating behavior of the insulating material could be observed
  • a surfactant can be added to the foam component.
  • the insulating material has a pore content of at least 70%, in particular between 80% and 95%. Due to this high proportion of pores not only the insulating behavior per se can be improved, but is thus also a lower density of the insulating material achievable.
  • the pores preferably have a maximum diameter of 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 insulation behavior and on the other hand to improve the mechanical stability of the finished insulation.
  • 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 can be arranged in the device for foaming the foam component, in which a protein mixed with water is foamed with a gas, in particular air.
  • Fig. 1 shows an apparatus for producing a self-curing mineral insulation.
  • FIG. 1 shows a device 1 for producing a self-hardening, mineral insulating material in the form of a mineral foam 2.
  • the mineral foam 2 need not be autoclaved, as is known in the art.
  • the device 1 in the core of the invention, a first mixing section 3 and one of these downstream in the direction of production, second mixing section 4.
  • a so-called slurry so a mixture of the solid components and water produced.
  • normal tap water is used as the water, it being understood that it is also possible to use distilled water.
  • further additives for mixing with the pulverulent components in the first mixing section 3 can be applied, as indicated by a dashed arrow 8 in Fig. 1, wherein at least some of the additives can also be added in liquid or dispersed form.
  • the mixing section 3 is designed as a paddle mixer or plow blade mixer, although other types of mixers, such as free-fall mixer, can be used.
  • the former mixer types have the advantage that less water has to be added - the goal is to use as little water as possible - and that the energy consumption per m 3 of slurry is relatively low.
  • the risk of gluing the mixer can be reduced by these rounded shapes.
  • this mixing section 3 may comprise mixing elements 9, which are arranged offset in the radial direction on a mixing path shaft 10. It can be arranged in the mixing section 3 between 2 and 20 mixing elements 9.
  • This slurry is subsequently added with a protein foam and / or a surfactant foam as foam component, which is produced in a foam generator 11.
  • the mineral foam 2 is not foamed directly, but the pore formation takes place.
  • the foam component used for this purpose is a protein foam and / or a surfactant foam.
  • protein 12 which can be kept in stock in a corresponding storage container 13, an animal or a vegetable protein or mixtures thereof is used.
  • the protein can be used in an amount of up to 5 parts by weight.
  • water in particular distilled or purified water, according to arrow 14, is added to this protein 12 and, in the foam generator 11, the protein foam is produced by blowing air in accordance with arrow 15.
  • this foam component may also contain processing aids, e.g. be added from a reservoir 16, wherein it is also possible that, in the event that several processing aids are added, a mixing of these auxiliaries takes place beforehand.
  • these processing aids for the addition of the foam component can be added in powder form or in dissolved or dispersed form.
  • this mixing section 4 can be a conveying device 19, e.g. a screw conveyor, upstream, in which case it is possible for the time being the foam is introduced into the conveyor 19 so that it is at least approximately completely filled with this, and then the slurry is added to the foam, in particular stepwise, also a plurality of filling openings for the slurry may be present in the conveying device 19.
  • a conveying device 19 e.g. a screw conveyor
  • the second mixing section 4 is designed in particular as a paddle, screw, spiral mixer or static mixer or in the form of combinations thereof.
  • the two mixing sections 3, 4 are combined in a single mixer, wherein they are also separated from each other in this case, that are formed one behind the other in this mixer.
  • the first and / or second mixing section 3, 4 consist of a separate conveyor device 6 and 19 and a separate mixer, the separation can only look so that they have separate drives to different speeds and thus enabling a better mixing result with the lowest possible energy input.
  • the finished mixture of the slurry and the foam component from the second mixing section 4 is withdrawn via a corresponding conveyor 20 and this mixture can be filled into a corresponding shape to self-curing of the mineral foam 2 by the corresponding expiring, chemical reactions enable.
  • the insulating material that is, the mineral foam 2, according to the invention, for example in sheet form, for subsequent application to be insulated structural parts, such as walls, may be formed
  • the mixture Components in particular hollow brick
  • the mixture Components are at least partially filled, so so in itself insulated components, for example, provided with a thermal insulation brick or stones can be produced.
  • the possibility that appropriate control and / or control organs and / or measuring organs are present within the device 1 and these control and / or control organs and / or measuring organs of course also computer Supported operated.
  • the selected number of mixing elements 9 in the first mixing section 3, as stated above, has advantages with regard to the product properties of the mineral foam 2.
  • a mineral foam 2, ie a slurry, with a smaller or higher number of mixing rods 9 it has been found within the framework of testing the invention that the product properties of the mineral foam 2 have a number of mixing elements 9 from the stated range are improved.
  • the number of mixing elements 9 is related to a certain size of the device 1, that is, to a certain volume output of mineral foam 2, which is up to 50 m 3 / h. It is therefore possible, although not yet tested, that a number deviating from the specified number of mixing elements 9 is advantageous in the case of another design of the system 1.
  • a circumferential speed is selected from a range with a lower limit of 4 m / s, in particular 5.5 m / s, and an upper limit of 12 m / s, in particular 11 m / s. with which the mixing path shaft 10 of the mixing section 3 is operated, for the specified production volume also has advantages in terms of the product properties of the mineral foam 2.
  • the water is distributed over several regions of the mixing section 3, in particular via spray nozzles.
  • the water can be arranged distributed over the circumference of the first mixing section 3 between 2 and 10, in particular between 3 and 6, spray nozzles.
  • the foam component has a density selected from a range having a lower limit of 35 kg / m and an upper limit of 60 kg / m.
  • the peripheral speed with which the second mixing section 4 is operated is preferably smaller than that of the first mixing section 3 in the above-described production volume and with regard to the volume flow of added foam component.
  • the mixing elements of the second mixing section 4 are arranged such that a Homogeneous mixing within the mixing section 4 between the slurry and the foam component takes place and the foam component is gently mixed with the slurry.
  • an insulating material in the form of mineral foam 2 which has a density of max. 300 kg m 3 , in particular a density between 100 kg / m 3 and 250 kg / m 3 . In this case, this specification refers to the completely dried mineral foam 2.
  • the density of the volume can also be adjusted, for example, via the densities of the slurry and the foam component.
  • the formulation from which the slurry is produced in the first mixing section 3 consists in the simplest case of a hydraulically setting binder, a pozzolanically binding binder and a sulfate, wherein the hydraulically setting binder is supported by a sulfate aluminate cement (a sulfo Aluminate cement) comprising a sulfate component and an aluminate component and contained in a proportion of at least 50 parts by weight in the powdered formulation.
  • the proportion by weight of the sulfate-aluminate cement in the formulation is preferably at least 60 parts by weight, in particular at least 70 parts by weight.
  • a preferred range in which the sulfate-aluminate cement is incorporated in the formulation is between 65 parts by weight and 75 parts by weight.
  • the pozzolanic setting binder may be a natural or, in particular, a synthetic pozzolan, for example, trass, blast furnace slag, LD slag, metakaolin. Basalt, or mixtures thereof may be formed.
  • the proportion of the pozzolanic binder in the formulation is up to 40 parts by weight.
  • a preferred range of pozzolanic bonding binder is between 10 parts by weight and 30 parts by weight.
  • the sulfate calcium sulfate is preferably used as the anhydrite, dihydrate and / or ⁇ -hemihydrate, but other sulfates such as ⁇ -hemihydrate of calcium sulfate as well as magnesium sulfate or sodium sulfate may be used.
  • mixtures and derivatives thereof can be used.
  • the proportion of sulfate in the formulation is between 5 parts by weight and 25 parts by weight.
  • a preferred range is between 10 parts by weight and 15 parts by weight.
  • the added sulfate functions inter alia as a grinding aid for the formulation, in particular if it is ground before being fed to the first mixing section 3, or as an accelerator. It also improves the green strength of the slurry / foam mixture.
  • the sulfate component of the sulfate-aluminate cement 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.
  • the proportion of the sulfate component in the sulfate aluminate cement is up to 20 parts by weight.
  • the aluminum component of the sulfate-alumi- nated cement may be selected from a group comprising alumina, aluminum hydroxides, aluminum silicates, aluminates and mixtures and derivatives thereof.
  • the proportion of the aluminum component in the sulfate-aluminate cement is preferably up to 30 parts by weight.
  • a ratio of the sulfate component to the aluminate component selected from a range with a lower limit of 4:10 and an upper limit of 20:30 has advantageous effects with regard to the thermal insulation behavior of the insulating material, that is the mineral foam 2, has.
  • the pulverulent constituents of the formulation that is to say the hydraulically setting binder, the pozzolanically setting binder and the sulfate, preferably have a particle size of up to 40 ⁇ m and a maximum of 17% larger particles in the main amount.
  • the pozzolanic setting binder which is used, inter alia, as a substitute for a proportion of the sulfate-aluminate cement, as well as of the sulfate
  • this Formulation further, especially powdery, additives and excipients are added, but in the preferred embodiment, this formulation contains no non-reactive fillers, so all the components are reactive.
  • the formulation may contain Si0 2 particles in a proportion of not more than 10 parts by weight.
  • a so-called Silka fumed is used as Si0 2 , wherein in the preferred embodiment of this Si0 2 a BET surface area between 10 m 2 / g, preferably 16 m / g, and 30 m 2 / g, preferably 20 nr / g , having.
  • the pozzolanic binder preferably has a Blaine value of between 3000, in particular 4000, and 6000, in particular 5400.
  • the sulphate-aluminate cement preferably has a Blaine value between 4000, in particular 5000, and 7000, in particular 6000.
  • the formulation may further comprise, in particular for the reduction of the water content, at least one high-performance liquefier in a proportion of at most 1 part by weight, with this high-performance liquefier preferably being a polycarboxylate ether.
  • the formulation may contain at least one thickener in a proportion by weight of max. 0.5 parts by weight may be added, this thickener is preferably selected from a group comprising hydroxymethylpropylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, and mixtures and derivatives thereof.
  • the proportion of the thickener is at most 70% of the proportion of the high-performance liquefier.
  • rheology-improving auxiliaries such as, for example, viscosity-reducing agents
  • the formulation fibers are added in a proportion of at most 3 part by weight, these fibers in a preferred embodiment, when used to improve the Theological properties, may have a maximum length of 200 ⁇ and in particular be selected may be selected from a group comprising cellulose fibers, basalt fibers, glass fibers, in particular alkali-resistant glass fibers, polypropylene fibers, and mixtures thereof.
  • fibers which are added to improve the bending tensile strength have a length of up to 50 mm, in particular between 3 mm and 12 mm.
  • alkali metal carbonates such as Li 2 C0 3
  • alkali metal sulfates alkali metal sulfates
  • Citric acid e.g. Citric acid
  • tartaric acid which may each be contained in a proportion of up to 2 parts by weight.
  • the formulation also has a hydrophobing agent in a proportion of at most 1 part by weight in order to reduce the water absorption of the finished mineral foam 2, that is the insulating material, so that thus a smaller reduction of the thermal insulation behavior, ie the thermal conductivity achieved by water absorption can be.
  • the foam component may also be admixed with a surfactant to improve the service life of the foam, the proportion of the surfactant in the foam component preferably being at most 10 parts by weight.
  • wetting agents known from the prior art in particular in a proportion of up to 0.2 parts by weight, and highly viscous stabilizers, in particular in a proportion of up to 0.02 parts by weight, may also be added to the foam component in order to improve the mixing with the slurry .
  • the insulating material produced by the process according to the invention is designed as a mineral foam 2 and has pores, which have a diameter of at most 1 mm and may be present in a proportion of the insulating material of 80%.
  • metakaolin was used as the pozzolanically setting binder for Examples 1 to 7 and basalt for Examples 8 to 15.
  • sulfate As sulfate, ⁇ -hemihydrate of calcium sulfate for Examples 1 to 9 and the dihydrate of calcium sulfate for Examples 10 to 15 were used.
  • the foam component was compounded as described in Table 2 using protein hydrolyzed keratin for Examples 1-15. Subsequently, the slurry / foam compositions were prepared according to Table 3, where the number corresponding to the number of Examples in Tables 1 and 2 respectively. All data on the compositions in the tables are to be understood as parts by weight based on the total formulation (Table 1) or based on the slurry / foam mixture (Table 2).
  • compositions were also prepared with the other substances mentioned above.
  • the values obtained for the measured properties of the mineral foam 2 are in the range of the stated values according to Table 3, so that the reproduction of these examples is omitted, since this would go beyond the scope of this description.
  • the thermal conductivity was measured according to EN 1946-2, as well as the compressive strength at a stress of the mineral foam 2 with 0.1 MPa to 0.5 MPa and the corresponding values are given in Table 3.
  • the exemplary embodiment shows a possible embodiment variant of the device 1, wherein it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiment variant thereof.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Formulierung zur Herstellung eines selbsthärtenden, mineralischen Dämmstoffes umfassend ein hydraulisch abbindendes und ein puzzolanisch abbindendes Bindemittel sowie ein Sulfat, wobei das hydraulisch abbindende Bindemittel durch einen Sulfat-Aluminat-Zement gebildet ist, umfassend eine Sulfatkomponente und eine Aluminiumkomponente, und in einem Anteil von zumindest 50 Gewichtsteilen enthalten ist.

Description

Dämmstoff
Die Erfindung betrifft eine Formulierung zur Herstellung eines selbsthärtenden, mineralischen Dämmstoffes umfassend ein hydraulisch abbindendes Bindemittel und ein puzzolanisch abbindendes Bindemittel sowie ein Sulfat, einen mineralischen, Poren aufweisenden Dämmstoff umfassend eine hydraulisch abbindende Komponente und eine Schaumkomponente, ein Bauelement mit einem Bauelementkörper, ein Verfahren zur Herstellung eines mineralischen, selbsthärtenden Dämmstoffes nach dem pulverförmige Bestandteile zur Herstellung voranste- hender Formulierung in einem Mischer zu einem Gemenge miteinander vermischt werden und diesem Gemenge Wasser zur Bildung eines Slurry zugesetzt wird, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines mineralischen, selbsthärtenden Dämmstoffes umfassend eine erste Mischstrecke zur Herstellung eines Slurry aus pulverförmigen Komponenten und Wasser. Nicht zuletzt aufgrund der gestiegenen Energiekosten wird die Wärmedämmung von Gebäuden in jüngster Zeit wieder vermehrt diskutiert. Derartige Wärmedämmungen sind aus dem Stand der Technik vielfach und in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Im Wesentlichen kann zwischen anorganisch basierenden und organisch basierenden Dämmstoffen unterschieden werden. Beiden gemeinsam ist, dass im Wesentlichen versucht wird, durch ein mög- liehst großes„Porenvolumen" die Wärmeleitung durch den Dämmstoff zu reduzieren. Organisch basierende Dämmstoffe haben gegenüber anorganisch basierenden Dämmstoffen den Vorteil, dass sie in der Regel ein deutlich geringeres Raumgewicht aufweisen und verfahrenstechnisch einfacher herstellbar sind. Aus dem Stand der Technik sind aber auch bereits mineralische Dämmstoffe mit geringem Raumgewicht bekannt. So ist z.B. aus der EP 0 628 523 AI ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmmaterials aus Quarzmehl mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von mindestens etwa 3 m2/g, Kalkhydrat, Wasser, Schaum und einem, reaktive Aluminate enthaltenden Schnellzement bekannt, bei dem das Wärmedämmmaterial eine Rohdichte von weni- ger als 250 kg/m3 aufweist. Aus den Rohstoffen wird dabei eine gießfähige Rohmischung hergestellt, die in Formen gegossen wird. Die Rohmischung wird in Abhängigkeit von der Gesamtoberfläche der Feststoffe mit einem Gewichtsverhältnis von Wasser/Feststoff (ohne Schaum) von mindestens etwa 1,25 bis etwa 1,85 und einer in Bezug auf den praktisch voll- ständigen Umsatz des Quarzmehls und der reaktiven Aluminate im Wesentlichen stöchiomet- rischen Menge an Kalkhydrat mit einer Oberfläche nach BET von mindestens etwa 15 m2/g hergestellt. Die in Formen gegossenen Rohlinge werden nach genügender Verfestigung bis auf einen Formboden entformt und auf dem Formboden befindlich autoklaviert. Als Schaum wird ein Tensid- oder ein Proteinschaum verwendet.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen selbsthärtenden, mineralischen Dämmstoff zu schaffen, der ein Trockengewicht von maximal 300 kg/m3 aufweist. Diese Aufgabe der Erfindung wird jeweils eigenständig gelöst durch die eingangs genannte Formulierung, bei der das hydraulisch abbindende Bindemittel auf Basis eines Sulfat- Aluminat-Zements (SAC) gebildet ist, umfassend eine Sulfatkomponente und eine Aluminiumkomponente und in einem Anteil von zumindest 50 Gewichtsteilen enthalten ist, durch einen Dämmstoff mit dieser Formulierung, durch ein, den Dämmstoff aufweisendes Bauele- ment, durch das eingangs genannte Verfahren, bei dem dem Slurry in einer zweiten Mischstufe eine Schaumkomponente zugesetzt und in den Slurry eingemischt wird, und danach der Dämmstoff ausgehärtet wird, sowie durch die Vorrichtung, bei der eine zweite Mischstrecke der ersten Mischstrecke nachgeordnet ist, zur Vermischung des Slurry mit einer Schaumkomponente.
Von Vorteil ist dabei, dass der Dämmstoff ohne erforderliche Autoklavierung hergestellt werden kann, wodurch das Verfahren vereinfacht und Kosten gesenkt werden können. Durch die Verwendung des genannten hydraulisch abbindenden Bindemittels wird zudem der Vorteil erreicht, dass der Dämmstoff während des Erhärtens nicht bzw. nicht wesentlich schwindet. Es wird damit erreicht, dass mit dem Dämmstoff versehene Bauelemente, wie z.B. mit diesem zumindest teilweise gefüllte Hohlkammerziegel, einfacher herstellbar sind, indem auf ein Schwundmaß nicht Rücksicht genommen werden muss. Es ist damit auch der Füllgrad von derartigen Bauelementen verbesserbar, wodurch deren Wärmedämmung an sich insgesamt verbessert werden kann. Zudem kann damit ein Dämmstoff erreicht werden, der bis ca. 1150 °C auch Brandschutzeigenschaften aufweist.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Sulfat-Aluminat-Zements an der Formulierung zumindest 60 Gewichtsteile, insbesondere zumindest 70 Gewichtsteile, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die Dämmeigenschaften des Dämmstoffes weiter verbessert werden können.
Die Angabe, dass der Sulfat-Aluminat- Zement eine Sulfatkomponente und eine Aluminium- komponente enthält, bedeutet im Rahmen der Erfindung nicht zwingend, dass es sich hierbei um unterscheidbare Phasen des Zementes handelt, sondern soll lediglich verdeutlichen, dass im Sulfat-Aluminat-Zement S04 bzw. S03und Aluminium enthalten sind.
Vorzugsweise ist die Sulfatkomponente ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Calzi- umsulfat, a- oder ß- Halbhydrat oder Dihydrat von Calziumsulfat, Anhydrit, Natriumsulfat, Eisen-(II)-sulfat, Magnesiumsulfat sowie Mischungen und Derivate daraus. Es werden damit Hydratphasen während der Erhärtung des Dämmstoffes erzeugt, die im Laufe der Zeit einer Phasenumwandlung unterliegen, wobei die Festigkeit zunimmt. Die Aluminiumkomponente ist bevorzugt ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Aluminiumoxid (A1203), Aluminiumhydroxide, Aluminiumsilikate, Aluminate sowie Mischungen und Derivate daraus. Es kann damit das Erstarrungsverhalten und die Abbindezeit 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 des Dämmstoffes 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 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 des Dämmstoffes verbessert werden kann, indem durch Verbrauch von Energie für Reaktionen das Si02 eine„kühlende" Wirkung hat. Insbesondere werden kohlenstofffreie Si02-Partikel mit einem Reinheitsgrad von mindestens 97 % verwendet.
In einer Ausführungsvariante dazu ist vorgesehen, dass die SiOvPartikel eine BET- Oberfläche zwischen 5 m2/g und 35 m2/g aufweisen, um damit die Reaktivität zu erhöhen. Bevorzugt weisen die Si02-Partikel eine Partikelgröße von maximal 45 μπι auf, wobei insbesondere der Anteil des Grobkorns auf maximal 2 % beschränkt ist und der Rest der Si02- Partikel eine Partikelgröße von maximal 1 μηι, vorzugsweise maximal 0,3 μπι, aufweisen.
Vorzugsweise weisen die SiOvPartikel eine BET-Oberfläche zwischen 10 m2/g und 25 m2/g auf, insbesondere zwischen 16 m2/g und 20 m2/g. Die Formulierung kann weiters zumindest einen so genannten Hochleitstungsverflüssiger 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 Gewichtsteile beschränkt ist. Insbesondere wenn Silica fumed in der Formulierung enthalten ist wird der Anteil des Hochleistungsverflüssigers auf maximal 0,5 Gewichtsteile, vorzugsweise maximal 0,3 Gewichtsteile, beschränkt.
Vorzugsweise ist der Hochleistungsverflüssiger ein Polycarboxylatether 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 Gewichtsteilen zugesetzt wird. Vorzugsweise ist der Verdicker in einem Anteil von maximal 0,25 Gewichtsteilen, insbesondere maximal 0,02 Gewichtsteilen, zugesetzt.
Bevorzugt ist der Verdicker ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Hydroxymethylpropy- Icellulose, 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 Dispergierung 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 Hochleistungsver- flüssigers beträgt.
Es ist weiters möglich, dass der Formulierung Fasern in einem Anteil von maximal 3 Ge- wichtsteilen, insbesondere maximal 1 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,3 Gewichtsteilen, 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. Cel- lulosefasern 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 μπι und 25 μπι, vorzugsweise zwischen 13 μπι und 18 μπι beträgt, werden vornehmlich dann zugegeben, wenn die Biegezugfestigkeit erhöht werden soll. Fasern bis zu einer Länge von 0,1 mm, vorzugsweise bis zu 30 μηι, und insbesondere einem Durchmesser von bis zu 2 μιη, vorzugsweise bis zu 1,5 μπι, werden hingegen bevorzugt aus Theologischen 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 dem fertigen Dämmstoff zu 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 Gewichtsteile, vorzugsweise bis zu 1 Gewichtsteil, 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 des Dämmstoffes weiter gesenkt werden konnte. Vorzugsweise ist die Schaumkomponente durch einen Proteinschaum und/oder einen Tensid- schaum gebildet. Es kann damit das Schäumungsverhalten besser kontrolliert werden als bei der Methode des direkten Aufschäumens mit einem Treibmittel. Insbesondere die Porengröße und die Porenverteilung kann damit beeinflusst werden, und kann damit der Wärmeleitwert bzw. das Schallabsorptionsvermögen des Dämmstoffes besser eingestellt werden.
Vorzugsweise beträgt der Anteil der Schaumkomponente pro m3 Slurry zwischen 30 kg m3 und 70 kg/m3, insbesondere zwischen 40 kg/m3 und 60 kg/m3, da damit eine Verbesserung des Dämmverhaltens des Dämmstoffes beobachtet werden konnte 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 der Dämmstoff 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 des Dämmstoffes 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 Dämm verhalten zu erreichen und um andererseits die mechanische Stabilität des fertigen Dämmstoffes zu verbessern.
Es können der Schaumkomponente auch Luftporenbilder, wie z.B. Alkylpolyglykolether, Al- kylsulfate 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 Schaumgenera- tor angeordnet sein, in dem ein mit Wasser versetztes Protein mit einem Gas, insbesondere Luft, aufgeschäumt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert.
Es zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines selbsthärtenden mineralischen Dämmstoffes.
Einführend sei festgehalten, dass die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Herstellung eines selbsthärtenden, mineralischen Dämmstoffes in Form eines Mineralschaums 2. Einer der wesentlichsten Vorteile der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Mineralschaum 2 nicht autoklaviert werden muss, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dazu weist die Vorrichtung 1 im Kern der Erfindung eine erste Mischstrecke 3 sowie eine dieser in Produktionsrichtung nachgeordnete, zweite Mischstrecke 4 auf. In der ersten Mischstrecke 3 wird aus pulverförmigen Komponenten einer Formulierung zur Herstellung des Mineralschaums 2, welche beispielsweise in Vorratsbehältern 5 vorrätig gehalten werden können, und die über eine Fördervorrichtung 6, beispielsweise eine Förderschnecke, der ersten Mischstrecke 3 zugeführt werden, unter Zusatz von Wasser entsprechend Pfeil 7 ein so genannter Slurry, also eine Mischung aus den festen Komponenten und Wasser, hergestellt. Als Wasser wird übli- cherweise normales Leitungswasser verwendet, wobei selbstverständlich auch destilliertes Wasser eingesetzt werden kann. Gegebenenfalls können weitere Zusatzstoffe zur Vermengung mit den pulverförmigen Bestandteilen in die erste Mischstrecke 3 aufgegeben werden, wie dies durch einen strichlierten Pfeil 8 in Fig. 1 angedeutet ist, wobei zumindest einzelne der Zusatzstoffe auch in flüssiger oder dispergierter Form zugesetzt werden können.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Vermengung der pulverförmigen Bestandteile vor der Zugabe des Wassers gemäß Pfeil 7 erfolgt, das heißt, dass zu den Hauptkomponenten der Formulierung zur Herstellung des Mineralschaums 2 bereits diese Hilfsstoffe bzw. Verarbeitungshilfen zugesetzt und gegebenenfalls diese pulverförmigen Komponenten der Formulie- rung vorgemischt werden können.
Die Mischstrecke 3 ist als Paddel-Mischer oder Pflugschaufelmischer ausgebildet, wobei auch anderer Mischertypen, wie z.B. Freifallmischer, verwendet werden können. Erstgenannte Mischertypen haben jedoch den Vorteil, dass weniger Wasser zugesetzt werden muss - Ziel ist es möglichst wenig Wasser zu verwenden - und dass der Energieverbrauch pro m3 Slurry relativ gering ist. Zudem kann die Gefahr der Verklebung des Mischers durch diese gerundeten Formen reduziert werden. Insbesondere kann diese Mischstrecke 3 Mischorgane 9 aufweisen, die in radialer Richtung versetzt an einer Mischstreckenwelle 10 angeordnet sind. Es können dabei in der Mischstrecke 3 zwischen 2 und 20 Mischorgane 9 angeordnet werden.
Diesem Slurry wird in der Folge ein Proteinschaum und/oder ein Tensidschaum als Schaumkomponente zugesetzt, der in einem Schaumgenerator 11 erzeugt wird. Es wird also der Mineralschaum 2 nach der Erfindung nicht direkt aufgeschäumt sondern erfolgt die Porenbil- dung des Mineralschaums 2 durch den Zusatz eines eigenen Schaums. Als Schaumkomponente wird dazu ein Proteinschaum und/oder ein Tensidschaum verwendet. Als Protein 12, welches in einem entsprechenden Vorratsbehälter 13 vorrätig gehalten werden kann, wird ein tierisches oder ein pflanzliches Protein oder werden Mischungen daraus verwendet. Insbeson- dere wird als Protein 12 ein Keratin, vorzugsweise ein hydrolysiertes Keratin, oder ein sojabasiertes Protein eingesetzt, das vorzugsweise alkaliresistent ist. Das Protein kann in einer Menge von bis zu 5 Gewichtsteilen eingesetzt werden.
Diesem Protein 12 wird wiederum Wasser, insbesondere destilliertes bzw. gereinigtes Wasser, gemäß Pfeil 14 zugesetzt und wird im Schaumgenerator 11 durch das Einblasen von Luft gemäß Pfeil 15 der Proteinschaum erzeugt.
Wie strichliert im Bereich des Schaumgenerators 11 in Fig. 1 dargestellt, können dieser Schaumkomponente ebenfalls Verarbeitungshilfsstoffe, z.B. aus einem Vorratsbehälter 16, zugesetzt werden, wobei es auch möglich ist, dass, für den Fall dass mehrere Verarbeitungshilfsstoffe zugesetzt werden, vorab eine Vermischung dieser Hilfsstoffe erfolgt.
Generell sei angemerkt, dass diese Verarbeitungshilfsstoffe für den Zusatz zur Schaumkomponente pulverförmig oder in gelöster bzw. dispergierter Form zugesetzt werden können.
Die fertige Schaumkomponente wird in der Folge gemäß Pfeil 17 dem aus der ersten Mischstrecke 3 stammenden Slurry gemäß Pfeil 18 zugesetzt, wobei die Zugabe in der zweiten Mischstrecke 4 oder bevorzugt vor der zweiten Mischstrecke 4 erfolgt. Dazu kann dieser Mischstrecke 4 eine Fördervorrichtung 19, z.B. eine Förderschnecke, vorgeordnet sein, wobei es in diesem Fall möglich ist, dass vorerst der Schaum in die Fördervorrichtung 19 eingeführt wird, sodass diese zumindest annähernd vollständig mit dieser gefüllt ist, und danach der Slurry in den Schaum gegeben wird, insbesondere schrittweise, wobei auch mehrere Einfüllöffnungen für den Slurry in die Fördervorrichtung 19 vorhanden sein können. Es ist aber abweichend oder zusätzlich dazu möglich, dass der Slurry erst in der zweiten Mischstrecke 4 dem Schaum zugemischt wird.
Die zweite Mischstrecke 4 ist insbesondere als Paddel-, Schrauben-, Wendelmischer oder statischer Mischer oder in Form von Kombinationen daraus ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung besteht die Möglichkeit, dass die beiden Mischstrecken 3, 4 in einem einzigen Mischer kombiniert sind, wobei sie auch in diesem Fall voneinander getrennt sind, also hintereinander in diesem Mischer ausgebildet sind. Es besteht weiters die Möglichkeit, dass die erste und/oder zweite Mischstrecke 3, 4 aus einer getrennten Fördervorrichtung 6 bzw. 19 und einem getrennten Mischer bestehen, wobei die Trennung auch lediglich so aussehen kann, dass diese getrennte Antriebe aufweisen, um unterschiedliche Drehzahlen und damit ein besseres Mischergebnis bei möglichst geringem Energieeinsatz zu ermöglichen.
In der Folge wird über eine entsprechende Fördereinrichtung 20 das fertige Gemisch aus dem Slurry und der Schaumkomponente aus der zweiten Mischstrecke 4 abgezogen und kann dieses Gemisch in eine entsprechende Form eingefüllt werden, um darin die Selbstaushärtung des Mineralschaums 2 durch die entsprechend ablaufenden, chemischen Reaktionen zu er- möglichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Dämmstoff, das heißt der Mineralschaum 2, nach der Erfindung beispielsweise in Plattenform, zum nachträglichen Aufbringen auf zu dämmende Bauwerksteile, wie zum Beispiel Wände, ausgebildet sein kann, ebenso besteht die Möglich- keit, dass mit dem Gemenge Bauelemente, insbesondere Hohlkammerziegel, zumindest teilweise gefüllt werden, sodass also in sich gedämmte Bauelemente, beispielsweise mit einer Wärmedämmung versehene Ziegel oder Steine, hergestellt werden können. Es sind aber auch andere Formen des Dämmstoffes möglich. Obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass entsprechende Regel- und/oder Steuerorgane und/oder Messorgane innerhalb der Vorrichtung 1 vorhanden sind und können diese Regel- und/oder Steuerorgane und/oder Messorgane selbstverständlich auch EDV-unterstützt betrieben werden. Es besteht weiters die Möglichkeit, dass zur Herstellung des Schaums anstelle von Luft auch andere Gase, wie z.B. N2, C02, etc., verwendet werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass dem Protein ein, insbesondere alkalisches, Treibmittel zugesetzt wird, sodass auf die Zugabe eines gesonderten Gases für das Aufschäumen des Proteins verzichtet werden kann oder die Gasmenge reduziert werden kann.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die gewählte Anzahl der Mischorgane 9 in der ersten Mischstrecke 3, wie voran stehend ausgeführt, Vorteile im Hinblick auf die Produkteigenschaften des Mineralschaumes 2 hat. Zwar kann mit einer geringeren oder höheren Anzahl an Mischstäben 9 ebenfalls ein Mineralschaum 2, das heißt ein Slurry, hergestellt werden, allerdings wurde im Rahmen der Erprobung der Erfindung gefunden, dass mit einer Anzahl an Mischorganen 9 aus dem angegebenen Bereich die Produkteigenschaften des Mineralschaums 2 verbessert sind. Es sei dabei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Mischorgane 9 auf eine bestimmte Große der Vorrichtung 1 bezogen ist, das heißt auf einen bestimmten Volumenausstoß an Mineralschaum 2, der bis zu 50 m3/h beträgt. Es ist daher möglich, wenngleich noch nicht ausgetestet, dass eine von der angegebenen Anzahl von Mischorganen 9 abweichende Anzahl bei einer anderen Auslegung der Anlage 1 von Vorteil ist.
Des Weiteren wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, dass eine Umfangsgeschwindigkeit ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 m/s, insbesondere 5,5 m/s, und einer oberen Grenze von 12 m/s, insbesondere 11 m/s, mit der die Mischstreckenwelle 10 der Mischstrecke 3 betrieben wird, für das angegebene Produktionsvolumen ebenfalls Vorteile in Hinblick auf die Produkteigenschaften des Mineralschaums 2 hat. Insbesondere ist dabei von Vorteil, wenn eine Anzahl von 16 Mischorganen 9 bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 6 m/s und eine Anzahl von 4 Mischorganen 9 bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s der Mischstreckenwelle 10 angeordnet werden, wobei diese Angaben als untere und obere Grenze eines Bereichs für die Anzahl an Mischorganen 9 in Bezug auf die Umfangsge- schwindigkeit der Mischstreckenwelle 10 zu verstehen sind.
Es sei in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen, dass insbesondere für die erste Mischstrecke 3, aber auch für die zweite Mischstrecke 4, Kombinationen aus verschiedenen Typen von Mischorganen 9 verwendet werden können, beispielsweise 5 Statorstäbe und 4 Paddel-Stäbe als Rotor. Es kann generell eine Kombination aus Stator- und Rotorstäben in den Mischstrecken 3, 4 verwendet werden. Für einen Mengenstrom zwischen 5 kg/min, insbesondere 15 kg/min, und 50 kg/min, insbesondere 35 kg/min, an den pulverförmigen Bestandteilen zur Herstellung des Slurry, wird ein Wasservolumen zwischen 150 1/h, insbesondere 300 1/h und 10001/h, insbesondere 500 1/h, der ersten Mischstrecke 3 zugeführt. Dabei konnte wiederum eine Wechselwirkung mit der Anzahl der Mischorgane 9 in der ersten Mischstrecke 3 im Hinblick auf die Produkteigenschaften des Mineralschaums 2 beobachtet werden. Insbesondere von Vorteil ist, wenn bei einer Anzahl von 6 Mischorganen 9 ein Volumenstrom von 250 1/h Wasser und bei einer Anzahl von 18 Mischorganen 9 ein Volumenstrom von 8001/h Wasser den pulverförmigen Bestandteilen der Formulierung zur Herstellung des Slurry zugesetzt wird, wobei auch diese Angaben wieder als untere und obere Grenze eines Bereichs für die Anzahl an Mischorganen 9 in Bezug auf den Wasser- Volumenstrom zu verstehen sind.
Für die Zugabe des Wassers zu den pulverförmigen Komponenten in der ersten Mischstrecke 3 ist es von Vorteil, wenn das Wasser verteilt über mehrere Bereiche der Mischstrecke 3 zu- geführt wird, insbesondere über Sprühdüsen. Z.B. können über den Umfang der ersten Mischstrecke 3 verteilt zwischen 2 und 10, insbesondere zwischen 3 und 6, Sprühdüsen angeordnet sein.
Für einen Mengenstrom zwischen 7 kg/min und 40 kg/min Slurry wird ein Volumenstrom von 80 1/min bis 140 1/min Schaumkomponente aus dem Schaumgenerator 11 in die zweite
Mischstrecke 4 aufgegeben, beispielsweise für 25 kg min Slurry 1001/min Schaumkomponente, sodass die Schaumkomponente beispielsweise einen Anteil zwischen 40 kg und 60 kg pro m3 nassem Slurry an der Slurry/Schaummischung annimmt. Vorzugsweise hat die Schaumkomponente eine Dichte ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 35 kg/m und einer oberen Grenze von 60 kg/m .
Die Umfangsgeschwindigkeit, mit der die zweite Mischstrecke 4 betrieben wird, ist vorzugsweise bei dem voranstehend angegebenen Produktionsvolumen und in Hinblick auf den Volumenstrom an zugesetzter Schaumkomponente, kleiner als jene der ersten Mischstrecke 3. Die Mischorgane der zweiten Mischstrecke 4 sind dabei so angeordnet, dass eine homogene Vermengung innerhalb der Mischstrecke 4 zwischen dem Slurry und der Schaumkomponente erfolgt und die Schaumkomponente schonend mit dem Slurry vermischt wird. Es kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Dämmstoff in Form des Mineralschaums 2 hergestellt werden, der ein Raumgewicht von max. 300 kg m3 aufweist, insbesondere ein Raumgewicht zwischen 100 kg/m3 und 250 kg/m3. Dabei bezieht sich diese Angabe auf den vollständig getrockneten Mineralschaum 2. Das Raumgewicht kann beispielsweise auch über die Dichten des Slurry und der Schaumkomponente eingestellt werden.
Die Formulierung, aus der der Slurry in der ersten Mischstrecke 3 hergestellt wird, besteht im einfachsten Fall aus einem hydraulisch abbindenden Bindemittel, einem puzzolanisch abbin- denden Bindemittel sowie einem Sulfat, wobei das hydraulisch abbindende Bindemittel durch einen Sulfat-Aluminat-Zement (einen Sulfo-Aluminat-Zement) gebildet ist, der eine Sulfatkomponente und eine Aluminatkomponente umfasst und in einem Anteil von zumindest 50 Gewichtsteilen in der pulverförmigen Formulierung enthalten ist. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil des Sulfat-Aluminat-Zements an der Formulierung zumindest 60 Gewichtstei- le, insbesondere zumindest 70 Gewichtsteile. Ein bevorzugter Bereich in dem der Sulfat- Aluminat-Zement der Formulierung beigemengt ist, liegt zwischen 65 Gewichtsteilen und 75 Gewichtsteilen.
Das puzzolanisch abbindende Bindemittel kann durch ein natürliches oder insbesondere ein synthetisches Puzzolan, beispielsweise Trass, Hochofenschlacke, LD-Schlacke, Metakaolin. Basalt, oder Mischungen hiervon gebildet sein. Der Anteil des puzzolanischen Bindemittels an der Formulierung beträgt bis 40 Gewichtsteile. Ein bevorzugter Bereich an puzzolanisch abbindendem Bindemittel liegt zwischen 10 Gewichtsteilen und 30 Gewichtsteilen. Als Sulfat wird bevorzugt Kalziumsulfat als Anhydrit, Dihydrat und/oder als a-Halbhydrat verwendet, es können jedoch auch andere Sulfate, wie beispielsweise ein ß-Halbhydrat von Kalziumsulfat ebenso wie Magnesiumsulfat oder Natriumsulfat, verwendet werden. Gegebenenfalls sind auch Mischungen und Derivate hiervon einsetzbar. Der Anteil des Sulfats an der Formulierung beträgt zwischen 5 Gewichtsteilen und 25 Gewichtsteilen. Ein bevorzugter Be- reich liegt zwischen 10 Gewichtsteilen und 15 Gewichtsteilen. Das zugesetzte Sulfat fungiert unter anderem als Mahlhilfe für die Formulierung, insbesondere wenn diese vor der Zuführung zur ersten Mischstrecke 3 gemahlen wird, bzw. als Beschleuniger. Zudem verbessert es die Grünstandfestigkeit der Slurry/Schaum Mischung. Die Sulfatkomponente des Sulfat-Aluminat-Zements ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Kalziumsulfat, a- oder ß-Halbhydrat oder Dihydrat von Kalziumsulfat, Anhydrit, Natriumsulfat, Eisen-(II)-Sulfat, Magnesiumsulfat, sowie Mischungen und Derivate daraus. Der Anteil der Sulfatkomponente an dem Sulfat-Aluminat-Zement beträgt bis zu 20 Gewichtsteile.
Die Aluminiumkomponente des Sulfat-Alumiant-Zements kann ausgewählt werden aus einer Gruppe umfassend Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxide, Aluminiumsilikate, Aluminate sowie Mischungen und Derivate daraus. Der Anteil der Aluminiumkomponente an dem Sul- fat-Aluminat-Zement beträgt bevorzugt bis zu 30 Gewichtsteile.
Im Zuge der durchgeführten Test zu der Erfindung wurde gefunden, dass ein Verhältnis der Sulfatkomponente zur Aluminatkomponente ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 : 10 und einer oberen Grenze von 20 : 30 vorteilhafte Auswirkungen im Hin- blick auf das Wärmedämmverhalten des Dämmstoffes, das heißt des Mineralschaums 2, hat. Durch die Einhaltung dieser Verhältnisse konnte auch die Grünstandfestigkeit des noch nicht erhärteten Mineralschaums 2 verbessert werden, wodurch die Verarbeitung des Mineralschaums 2 vereinfacht werden kann. Die pulverförmigen Bestandteile der Formulierung, also das hydraulisch abbindende Bindemittel, das puzzolanisch abbindende Bindemittel sowie das Sulfat, weisen in der Hauptmenge bevorzugt eine Teilchengröße von bis zu 40 μπι und maximal 17 % größere Teilchen auf. Durch die Einhaltung dieses Mahlgrades der pulverförmigen Hauptbestandteile der Formulierung kann die Herstellung des Slurrys verbessert werden, insbesondere kann damit auch posi- tiv auf die Porigkeit und den Volumenanteil der Poren im Mineralschaum 2 Einfluss genommen werden.
Neben diesen Hauptbestandteilen der Formulierung, das heißt dem hydraulisch abbindenden Bindemittel, dem puzzolanisch abbindenden Bindemittel, welches unter anderem auch als Ersatz für einen Anteil des Sulfat-Aluminat-Zementes eingesetzt wird, sowie des Sulfats, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass dieser Formulierung weitere, insbesondere pulverförmige, Zusatzstoffe und Hilfsstoffe beigemengt werden, wobei jedoch in der bevorzugten Ausführungsvariante diese Formulierung keine nicht reaktiven Füllstoffe enthält, also sämtliche Bestandteile reaktiv sind.
Als zusätzlicher Bestandteil kann die Formulierung Si02-Partikel in einem Anteil von maximal 10 Gewichtsteilen enthalten. Insbesondere wird dabei ein so genanntes Silka fumed als Si02 eingesetzt, wobei in der bevorzugten Ausführungsvariante dieses Si02 eine BET- Oberfläche zwischen 10 m2/g, vorzugsweise 16 m /g, und 30 m2/g, vorzugsweise 20 nr/g, aufweist.
Das puzzolanische Bindemittel weist bevorzugt einen Blaine-Wert zwischen 3000, insbesondere 4000, und 6000, insbesondere 5400, auf.
Der Sulfat-Aluminat-Zement weist bevorzugt einen Blaine-Wert zwischen 4000, insbesondere 5000, und 7000, insbesondere 6000, auf.
Bezüglich der Wirkungsweisen bzw. der Gründe für den Zusatz dieser Hilfsstoffe bzw. Verarbeitungshilfen sei generell auf voran stehenden Ausführungen verwiesen.
Die Formulierung kann weiters, insbesondere zur Reduktion des Wasseranteils, zumindest einen Hochleistungsverflüssiger in einem Anteil von maximal 1 Gewichtsanteil enthalten, wobei bevorzugt dieser Hochleistungsverflüssiger ein Polycarboxylatether ist.
Des Weiteren kann der Formulierung zumindest ein Verdicker in einem Gewichtsanteil von max. 0,5 Gewichtsteilen zugesetzt sein, wobei dieser Verdicker bevorzugt ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Hydroxymethylpropylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, sowie Mischungen und Derivate daraus.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante beträgt der Anteil des Verdickers maximal 70 % des Anteils des Hochleistungsverflüssigers.
Weiters können die Rheologie verbessernde Hilfsmittel, wie z.B. Mittel zur Reduktion der Viskosität, zugesetzt werden, um ein Absinken der Festkomponenten im Slurry zu vermeiden. Es besteht weiters die Möglichkeit, dass der Formulierung Fasern in einem Anteil von maximal 3 Gewichtsteil zugesetzt werden, wobei diese Fasern in einer bevorzugten Ausführung, wenn sie zur Verbesserung der Theologischen Eigenschaften verwendet werden, eine Länge von maximal 200 μπι aufweisen können und insbesondere ausgewählt sein können aus einer Gruppe umfassend Zellulosefasern, Basaltfasern, Glasfasern, insbesondere alkaliresistente Glasfasern, Polypropylenfasern, sowie Mischungen daraus. Fasern die zur Verbesserung der Biegezugfestigkeit zugegeben werden, weisen hingegen eine Länge von bis zu 50 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 12 mm auf. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei an dieser Stelle angemerkt, dass generell auch auf voranstehende Ausführungen bezüglich der einzelnen Komponenten der Formulierung bzw. des Slurry, der Schaumkomponente oder der Slurry/Schaumkomponente Mischung verwiesen sei. Weitere Verarbeitungshilfsstoffe sind Alkalikarbonate, wie z.B. Li2C03, Alkalisulfate,
Fruchtsäuren, wie z.B. Zitronensäure, oder Weinsäure, die jeweils in einem Anteil von bis zu 2 Gewichtsteilen enthalten sein können.
Bevorzugt weist die Formulierung auch ein Hydrophobierungsmittel auf in einem Anteil von maximal 1 Gewichtsteile, um damit die Wasseraufnahme des fertigen Mineralschaums 2, das heißt des Dämmstoffes, zu reduzieren, sodass damit auch eine geringere Reduktion des Wärmedämmverhaltens, das heißt der Wärmeleitfähigkeit, durch Wasseraufnahme erreicht werden kann. Der Schaumkomponente kann zur Verbesserung der Standzeit des Schaums auch ein Tensid beigemengt werden, wobei der Anteil des Tensids an der Schaumkomponente vorzugsweise maximal 10 Gewichtsteile beträgt.
Es können auch aus dem Stand der Technik bekannte Netzmittel, insbesondere in einem An- teil bis 0,2 Gewichtsteile, und hochviskose Stabilisatoren, insbesondere in einem Anteil bis 0,02 Gewichtsteile, der Schaumkomponente zugesetzt werden, um die Vermischung mit dem Slurry zu verbessern. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Dämmstoff ist als Mineralschaum 2 ausgebildet und weist Poren auf, die einen Durchmesser von maximal 1 mm aufweisen und in einem Anteil am Dämmstoff von 80 % vorhanden sein können. Im Zuge von durchgeführten Tests wurden folgende beispielhaft angegebene Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Formulierung für den Slurry gemäß Tabelle 1 hergestellt. Dabei wurde als puzzolanisch abbindendes Bindemittel Metakaolin für die Beispiele 1 bis 7 und Basalt für die Beispiele 8 bis 15 eingesetzt. Als Sulfat wurde α-Halbhydrat von Calciumsulfat für die Beispiele 1 bis 9 und das Dihydrat von Calziumsulfat für die Beispiele 10 bis 15 ein- gesetzt. Die Schaumkomponente wurde entsprechend den Angaben in Tabelle 2 zusammengesetzt, wobei als Protein hydrolysiertes Keratin für die Beispiele 1 bis 15 verwendet wurde. In der Folge wurden die Slurry/Schaum Zusammensetzungen entsprechend Tabelle 3 hergestellt, wobei die lfd. Nummer jeweils entsprechend den Beispielen in den Tabellen 1 und 2 entspricht. Sämtliche Angaben zu den Zusammensetzungen in den Tabellen sind als Gewicht- steile bezogen auf die gesamte Formulierung (Tabelle 1) bzw. bezogen auf die Slurry/Schaum Mischung (Tabelle 2) zu verstehen.
Es sei angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung auch Zusammensetzungen mit den anderen voranstehend genannten Stoffen hergestellt wurden. Die erhaltenen Werte für die gemessenen Eigenschaften des Mineralschaums 2 liegen im Bereich der angegebenen Werte lt. Tabelle 3, sodass auf die Wiedergabe dieser Beispiele verzichtet wird, da dies den Rahmen dieser Beschreibung sprengen würde.
Von diesen Zusammensetzungen wurde die Wärmeleitfähigkeit gemäß EN 1946-2 gemessen, ebenso wie die Druckfestigkeit bei einer Beanspruchung des Mineralschaums 2 mit 0,1 MPa bis 0,5 MPa und sind die entsprechenden Werte in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 1: Slurryzusammensetzung
Nr SAC Puzzolan Sulfat Hilfsstoffe Wasser
1 40 40 25 5 35
2 50 40 25 5 35
3 50 30 15 2 25 4 50 30 15 2 35
5 55 20 10 5 35
6 60 20 10 5 30
7 70 20 15 8 30
8 70 20 12 6 30
9 70 15 10 6 25
10 70 15 10 7 25
11 70 10 10 7 20
12 75 10 10 8 20
13 75 10 15 8 20
14 75 5 10 9 20
15 80 5 10 10 18
Tabelle 2: Schaumzusammensetzung
Nr Protein Wasser Hilfsstoffe
1 1 60 0
2 1 55 0,2
3 1 50 0,2
4 1 45 0,2
5 1 40 0,2
6 2 60 0,2
7 2 40 0,2
8 2 20 0,5
9 3 60 0,5 10 3 50 0,5
11 3 40 0,5
12 3 30 0,5
13 3 20 1
14 4 60 1
15 5 60 1
Tabelle 3: Slurry/Schaumzusammensetzung
Figure imgf000021_0001
Bezüglich der verwendeten Hilfsstoffe sei auf voranstehende Ausführungen verwiesen. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass die Zugabe der Schaumkomponente zum Slurry neben der beschriebenen und bevorzugten kontinuierlichen Verfahrensweise auch diskontinuierlich erfolgen kann.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine mögliche Ausfuhrungsvariante der Vorrichtung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellte Ausführungsvariante derselben eingeschränkt ist.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung
1 Vorrichtung
2 Mineralschaum
3 Mischstrecke
4 Mischstrecke
5 Vorratsbehälter
6 Fördervorrichtung
7 Pfeil
8 Pfeil
9 Mischorgan
10 Mischstreckenwelle
11 Schaumgenerator
12 Protein
13 Vorratsbehälter
14 Pfeil
15 Pfeil
16 Vorratsbehälter
17 Pfeil
18 Pfeil
19 Fördereinrichtung
20 Fördereinrichtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Formulierung zur Herstellung eines selbsthärtenden, mineralischen Dämmstoffes umfassend ein hydraulisch abbindendes und ein puzzolanisch abbindendes Bindemittel sowie ein Sulfat, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch abbindende Bindemittel durch einen Sulfat-Aluminat-Zement gebildet ist, umfassend eine Sulfatkomponente und eine Aluminiumkomponente, und in einem Anteil von zumindest 50 Gewichtsteilen enthalten ist.
2. Formulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sulfatkompo- nente ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Calziumsulfat, a- oder ß- Halbhydrat oder
Dihydrat von Calziumsulfat, Anhydrit, Natriumsulfat, Eisen-(II)-sulfat, Magnesiumsulfat sowie Mischungen und Derivate daraus.
3. Formulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Alu- miniumkomponente ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxide, Aluminiumsilikate, Aluminate sowie Mischungen und Derivate daraus.
4. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Sulfatkomponente zur Aluminiumkomponente ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 : 10 und einer oberen Grenze von 20 : 30.
5. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Si02-Partikel in einem Anteil von maximal 10 Gewichtsteilen enthält.
6. Formulierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Si02 ein Sili- ca fumed ist.
7. Formulierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Si02 eine BET-Oberfläche zwischen 5 m2/g und 30 m2/g aufweist.
8. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen Hochleitstungsverflüssiger in einem Anteil von maximal 3 Gewichtsteilen enthält.
9. Formulierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochleis- tungsverflüssiger ein Polycarboxylatether oder ein Derivat davon ist.
10. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen Verdicker in einem Anteil von maximal 0,5 Gewichtsteilen enthält.
11. Formulierung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdicker ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Hydroxymethylpropylcellulose, Methylhydro- xyethylcellulose, sowie Mischungen und Derivate daraus,.
12. Formulierung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Verdickers maximal 70 % des Anteils des Hochleistungsverflüssigers beträgt.
13. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese Fasern in einem Anteil von maximal 3 Gewichtsteilen enthält.
14. Formulierung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Länge von maximal 50 mm aufweisen.
15. Formulierung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Zellulosefasern, Basaltfasern, Glasfasern, insbesondere alkaliresistente Glasfasern, Polypropylenfasern, sowie Mischungen daraus.
16. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stoff aus einer Gruppe umfassend ein Alkalikarbonate, Alkalisulfate, Fruchtsäuren, enthalten ist.
17. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hydrophobierungsmittel enthalten ist.
18. Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese zuschlagstofffrei ist.
19. Mineralischer, Poren aufweisender Dämmstoff umfassend eine hydraulisch abbindende Komponente und eine Schaumkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulisch abbindende Komponente durch eine Formulierung entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist.
20. Dämmstoff nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumkomponente durch einen Proteinschaum und/oder einen Tensidschaum gebildet ist.
21. Dämmstoff nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Schaumkomponente pro m3 Slurry zwischen 30 kg/m3 und 70 kg/m3, insbesondere zwischen 40 kg/m3 und 60 kg/m3, beträgt.
22. Dämmstoff nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumkomponente ein Tensid enthält.
23. Dämmstoff nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil der Poren zumindest 70 % beträgt.
24. Dämmstoff nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren einen Durchmesser von maximal 0,5 mm aufweisen.
25. Bauelement mit einem Bauelementkörper, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberfläche des Bauelementkörpers und/oder innerhalb des Bauelementkörpers ein Dämmstoff entsprechend einem der Ansprüche 19 bis 24 angeordnet ist.
26. Verfahren zur Herstellung eines mineralischen, selbsthärtenden Dämmstoffes nach dem pulverförmige Bestandteile zur Herstellung einer Formulierung entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 18 in einer ersten Mischstrecke (3) zu einem Gemenge miteinander vermischt werden und diesem Gemenge Wasser zur Bildung eines Slurry zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Slurry in einer zweiten Mischstrecke (4) eine Schaumkomponente zugesetzt und in den Slurry eingemischt wird, und danach der Dämmstoff erhärtet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumkomponente vor dem Zusetzen zu dem Slurry in einem Schaumgenerator mit Wasser und gegebenenfalls Verarbeitungshilfsstoffen versetzt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Schaumkomponente pro m3 Slurry zwischen 30 kg/m3 und 70 kg/m3 beträgt,
29. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines mineralischen, selbsthärtenden Dämmstoffes umfassend eine erste Mischstrecke (3) zur Herstellung eines Slurry aus pulverförmigen Komponenten und Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Mischstrecke (4) der ersten Mischstrecke (3) nachgeordnet ist, zur Vermischung des Slurry mit einer Schaumkomponente.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufschäu- mung der Schaumkomponente ein Schaumgenerator (11) angeordnet ist, in dem ein mit Wasser versetztes Protein mit einem Gas aufgeschäumt wird.
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