[发明专利]包含多孔材料的建筑砖，其微结构通过在其制备过程中加入成核剂而受到控制

说明书

本发明涉及具有高绝热值的新型建筑砖。

具有孔洞结构的烧制粘土砖(被称作“Monomur砖”)、或水泥砖(被称作“砖块”)广泛用于构造墙壁、地板、隔板或建筑物的其它构件。

这些砖的孔洞通常是空的，具有可变的尺寸和各种形状，有助于提高绝热。但是，这些孔洞的自由空间必须小到足以限制热对流，且它们的壁必须在保持最小机械强度的同时薄到足以限制传导效应。但是，它们里面的空气的对流效应限制了由这些孔洞的空置空间带来的热阻。可以通过制造具有更大量的更小孔洞的砖来限制这一效应，但这些所谓的“Monomur”砖的制造更复杂，且由于所述孔洞壁的增加造成传导效应的提高，这通常抵消所得优点。

公开号为2 521 197 A1的法国专利申请公开了具有被“具有高绝热值的多孔材料”，例如“聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫或任何其它纤维材料(玻璃棉或岩棉)或松散材料(软木团块)”填充的孔洞的烧制粘土砖。但是，根据情况，这些材料：

(i)可燃和/或如果着火，会释放有毒气体，

(ii)是可能危险的化合物，因为它们最终可归类为需要特定的放置条件和之后的废物管理的RCFs(耐火陶瓷纤维)类。

(iii)随时间经过损失它们的绝热性质(填料沉降)，

(iv)或具有若干上述缺点。

此外，在某些情况中，在现场就地进行砖的填充，这构成额外的约束并需要额外的劳动力。

文献FR 2 876 400公开了“用基于疏松多孔产品的绝热材料”填充的中空砖的用途。该填充材料基于膨胀珍珠岩或膨胀蛭石，其中使用淀粉作为增稠剂。这一专利申请还提到使用其它组分，例如用作粘合剂的胶态二氧化硅、疏水剂或分散塑料。这一解决方案的缺点在于这些集块的低机械耐久性，在该构件的运输和安装过程中存在劣化风险。此外，该结构具有低的内聚力，这尤其导致在墙壁钻孔和切削过程中的材料损失风险。经过几年的颗粒沉降最终导致绝热值的不可控降低。

文献FR 2 927 623公开了用发泡石灰填充的烧制粘土砖类型的建筑构件。这种多孔材料由占总干物质重量的65至90重量％的石灰-水泥混合物、纤维、矿物填料、硬化剂和发泡剂构成。原理是使石灰与发泡剂一起凝结以制造气泡、在反应过程中截留气泡并由此获得多孔结构。这一解决方案的缺点在于需要使用合成化学品以助于石灰以多孔材料的形式硬化。在这些化学品中，我们可提到发泡剂、胶凝剂、促凝剂和硬化剂。借助这种方法，难以控制这种材料在合成后的微结构，特别是孔径大小和分布、总孔隙率和堆叠类型。这种结构具有低机械耐久性，这限制烧制的粘土砖的壁的数量或厚度的可能降低，并导致该多孔材料在该建筑元件的安置过程中的劣化风险。还应该指出，有机化合物(硬化剂、发泡剂等)在该方法中的存在可能提高防火风险和释放的烟气的毒性。

因此，出现的一个问题是供应没有上文提到的缺点的建筑砖；特别是具有良好机械强度(即高于10kg/cm²)和非常好的绝热特性(即低于0.100W/mK，优选低于0.05W/mK)的砖。

本发明的一个解决方案是包含多孔材料的具有孔洞结构的建筑砖，所述多孔材料通过包含下述依序的步骤的方法获得：

-步骤a)，即，通过具有至少90重量％的纯度和高于0％至小于或等于25％的开孔率、平均尺寸为1毫米至15毫米的石灰石块在大于或等于800℃的温度下的煅烧合成生石灰，以获得生石灰颗粒；

-步骤b)，即，以0.5至3的CaO/SiO₂摩尔比混合步骤a)中获得的所述生石灰、水和二氧化硅，以获得所述成分的乳浆；

-步骤c)，即，将成核剂引入在步骤b)中制成的乳浆；

-水热合成步骤d)，即，通过在2×10⁵Pa至20×10⁵Pa的饱和水蒸气压和130℃至200℃的温度加热获自步骤c)的所述乳浆15小时至30小时，以获得陶瓷料，和

-步骤e)，即，在100℃至400℃的温度干燥步骤d)中获得的所述陶瓷料5至24小时。

材料在均相介质中的水热合成通常通过均相成核(形成成核剂)和生长(成核剂扩大)进行。也就是说，物料通常在液相中扩散以形成核(数百个原子的附聚物)，其然后生长形成最终材料的晶粒。

为了生长，核必须达到临界直径，其取决于材料和合成条件。如果没有达到，将它们溶解并供应材料以再形成核。成核步骤因此是达到临界尺寸并生长的核与溶解的核之间的平衡。