[发明专利]矿物泡沫

说明书

本发明涉及用于制备耐火矿物泡沫的配制品，所述配制品包含硫铝酸盐水泥、硫酸盐组分、铝硅酸盐以及提供氧化钙的组分；本发明还涉及具有孔的矿物泡沫，所述矿物泡沫包含水硬性组分和泡沫组分；本发明还涉及具有构件本体的构件以及用于制备自硬化矿物泡沫的方法，根据所述方法，在第一混合段（3）中将用于制备配制品的粉末状成分彼此混合成混合物，并向所述混合物加入水以形成浆料。

矿物泡沫构件在现有技术中已知用于各种应用目的。例如，矿物泡沫用于建筑物的隔热。隔热本身在现有技术中是多样的并且已知有最不同的实施方式。基本上可区分为无机基础的隔热材料和有机基础的隔热材料。这两种隔热材料的共同之处在于，实质上尝试通过尽可能大的“孔体积”减少穿过隔热材料的热传导。有机基础的隔热材料相对于无机基础的隔热材料的优点在于，其通常具有显著更小的单位体积重量，且在工艺上更容易制备。

现有技术中还已知具有较小单位体积重量的矿物隔热材料。例如，通过EP 0 628 523 A1已知用于制备隔热材料的方法，所述隔热材料由BET比表面积至少为约3m²/g的石英粉、氢氧化钙、水、泡沫和包含反应性铝酸盐的速凝水泥构成，其中所述隔热材料具有小于250kg/m³的粗密度。在此通过所述原料制备可浇注的粗混合物，将所述粗混合物浇注在模具中。根据固体的总表面积，用至少约1.25至约1.85的水/固体（无泡沫）重量比和对于石英粉和反应性铝酸盐的实际完全反应来说基本上化学计量的氢氧化钙（BET表面积为至少约15m²/g）制备所述粗混合物。浇注在模具中的坯件在充分凝固之后从模具底部脱模并且在模具底部上进行热压处理。作为泡沫使用表面活性剂泡沫或蛋白质泡沫。

除了单位体积重量之外，在建筑业中作为隔热材料的适应性方面，隔热材料的耐火性能也是重要的。

本发明的目的是提供矿物隔热材料，所述矿物隔热材料具有较小的自身重量和良好的耐火性能。

通过上文所述的配制品独立地解决本发明的目的，其中硫铝酸盐水泥的含量选自55重量份至85重量份的范围，硫酸盐组分的含量使得硫酸盐含量在5重量份和15重量份之间，铝硅酸盐的含量使得Al2O3含量在3重量份和30重量份之间，且提供氧化钙的组分的含量使得CaO含量在0.5重量份和2重量份之间；通过用所述配制品制备的矿物泡沫独立地解决本发明的目的；通过具有所述矿物泡沫的构件独立地解决本发明的目的；以及通过上文所述的方法独立地解决本发明的目的，根据所述方法，以本发明的组成使配制品混合，并在第二混合段中将泡沫组分加入浆料并混合在所述浆料中，然后使矿物泡沫硬化。

可使用所述新型配制品根据所述方法制备矿物泡沫，所述矿物泡沫至少在1000℃下耐火或具有防火性能。还可达到如下优点：无需热压处理即可制备所述矿物泡沫，由此可简化方法并降低成本。通过使用硫铝酸盐水泥还可达到如下优点：矿物泡沫在硬化过程中不会收缩或不会明显收缩。由此达到如下效果：矿物泡沫或设置有矿物泡沫或由矿物泡沫形成的构件可更容易制备，其中不必考虑收缩。

所述配制品中硫铝酸盐水泥的含量优选为至少60重量份，特别是至少70重量份，由此可进一步改善机械性能和隔热性能。

所述硫酸盐组分优选选自硫酸钙、硫酸钙的α-或β-半水合物或二水合物、无水硫酸钙、硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸镁及其混合物和衍生物。因此在隔热材料的硬化过程中产生水合物相，所述水合物相随着时间的流逝经受相变，其中强度增加。

所述铝硅酸盐优选为碱可活化的铝硅酸盐，特别是火成铝硅酸盐，优选玄武岩、松脂岩、黑曜石、响岩，和/或偏高岭土，及其混合物和衍生物。因此可对凝固性质和硬化时间产生积极影响。例如可调节浆料的硬化时间，从而减少加入的泡沫塌陷并因此减少耐火材料的孔隙率的危险。因此也可简化加工。

为了进一步改善，优选使用具有一定含量的沸石和/或火山灰的玄武岩。在此，沸石和/或火山灰的含量可至多为40重量%，特别是至多30重量%。因此改善了铝硅酸盐的碱可活化性。此外在矿物泡沫的耐火性能方面，沸石特别起到支持作用。

在一个优选的实施方案变体中，使用煅烧形式的铝硅酸盐，由此可改善浆料/泡沫混合物的反应性并因此改善浆料/泡沫混合物的硬化性质。

所述提供氧化钙的组分优选选自氧化钙、碳酸钙和氢氧化钙，及其混合物，其中由于脱酸作用而特别优选使用氢氧化钙。因此可改善配制品的膨胀性质。

所述配制品还可包含至少一种所谓的高效液化剂，从而影响由该配制品形成的浆料的流变学性质，其中其含量限制为至多3重量份。