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BR112016018073B1 - Material isolante formado a partir de uma mistura e método de fabricação do material - Google Patents

Material isolante formado a partir de uma mistura e método de fabricação do material Download PDF

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BR112016018073B1
BR112016018073B1 BR112016018073-9A BR112016018073A BR112016018073B1 BR 112016018073 B1 BR112016018073 B1 BR 112016018073B1 BR 112016018073 A BR112016018073 A BR 112016018073A BR 112016018073 B1 BR112016018073 B1 BR 112016018073B1
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BR112016018073-9A
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Evan R. Daniels
Per Just Andersen
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The Intellectual Gorilla Gmbh
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Abstract

MATERIAIS À BASE DE CIMENTO ISOLANTE TÉRMICO LEVE. Um material à base de cimento isolante térmico leve formado a partir de uma mistura que inclui cimento, água e um agente de formação de espuma. O agente formador de espuma pode ser um pó de alumínio ou um tensoativo. O material isolante tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius ou mais.

Description

Campo da Invenção
[001] A presente invenção refere-se, em geral, ao campo dos materiais compostos e, mais particularmente, aos materiais à base de cimento isolante térmico leve.
Técnica Anterior
[002] Nenhum.
Sumário da Invenção
[003] A presente invenção fornece um material à base de cimento isolante térmico leve ("material isolante") formado a partir de uma mistura que inclui cimento, água e um agente de formação de espuma. O agente formador de espuma pode ser um pó de alumínio ou um tensoativo. O material isolante tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius ou mais.
[004] Além disso, a presente invenção fornece um material isolante formado a partir de uma mistura que inclui cimento em uma quantidade de cerca de 25 a 90% em peso úmido, água em uma quantidade de cerca de 10 a 70% em peso úmido, e um agente de formação de espuma. O agente de formação de espuma pode ser um pó de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,5 a 3,0% em peso do cimento ou um tensoativo em uma quantidade de cerca de 0,05 a 4,0% em peso de água. O material isolante tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius ou mais, uma densidade na faixa de cerca de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma condutividade térmica na faixa de 0,02 a 1,0 W/(m.K), uma resistência à compressão na faixa de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma resistência à flexão de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa).
[005] Além disso, a presente invenção fornece um método para a fabricação de um material isolante, misturando um cimento com água, espumando a mistura de cimento-água usando um agente de formação de espuma, vertendo a mistura de cimento-água em um molde e deixando a mistura de cimento-água espumada elevada para formar o material isolante, removendo o material isolante do molde e curando o material isolante. O material isolante tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius ou mais.
[006] Além disso, a presente invenção fornece um método para a fabricação de um material isolante misturando um cimento em uma quantidade de cerca de 25 a 90% em peso úmido com água em uma quantidade de cerca de 10 a 70% em peso úmido, formando espuma na mistura de cimento-água usando um agente de formação de espuma (um pó de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,5 a 3,0% em peso de cimento ou um tensoativo em uma quantidade de cerca de 0,05 a 4,0% em peso de água), vertendo a mistura de cimento-água com espuma em um molde e deixando a mistura de cimento-água espumada crescer para formar o material isolante, removendo o material isolante do molde e curando o material isolante. O material isolante tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius ou mais, uma densidade na faixa de cerca de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma condutividade térmica na faixa de 0,02 a 1,0 W/(m.K), uma resistência à compressão na faixa de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma resistência à flexão de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa). Breve Descrição dos Desenhos
[007] As vantagens acima e outras adicionais da invenção podem ser mais bem compreendidas com referência à descrição a seguir, juntamente com os desenhos associados, em que: Nenhum.
Descrição da Invenção
[008] Embora a fabricação e o uso de várias modalidades da presente invenção são discutidos detalhadamente abaixo, deve ser observado que a presente invenção fornece muitos conceitos inventivos aplicáveis que podem ser incorporados em uma ampla variedade de contextos específicos. As modalidades específicas discutidas neste documento são meramente ilustrativas das formas específicas para fazer e usar a invenção e não delimitar o escopo da mesma.
[009] Cimento Portland comum (OPC), cimento de aluminato de cálcio (CAC), cimento Sorel (cimentos de óxido de magnésio e cloreto de magnésio), cimento CSA (cimento de aluminato de sulfato de cálcio), cimento de fosfato, cimento de geopolímero ou outro tipo de cimento conhecido estado da técnica, em seu estado úmido com água adicionada antes da fixação, pode ser espumado com pó de alumínio reagente ou usando um tensoativo. Quanto mais material úmido é espumado pela adição de quantidades maiores de alumínio ou tensoativo, mais leve e menos denso ele será e, consequentemente, mais isolante o material seco e fixo será. Após a fixação e secagem, quando à base de OPC, o material isolante pode ser usado abaixo do ponto de congelamento, com mínimo de -273 graus Celsius, ou com uma temperatura máxima de uso de até cerca de 900 graus Celsius, e quando à base de CAC, cimento Sorel, cimento CSA, cimento de fosfato, cimento de geopolímero ou outros tipos de cimento, o material isolante terá uma temperatura máxima de uso de até aproximadamente 1800 graus Celsius.
[0010] O aglutinante cimentício pode ser usado juntamente com vários materiais aditivos, como areia, gesso, sílica de fumo, sílica pirogênica, gesso de Paris, cinzas volantes, escória, pedra, fibra de vidro, fibra de plástico, etc. Além disso, o material isolante pode ser reforçado adicionando uma mistura de aumento de resistência, como sílica pirogênica (por exemplo, Cab-O-Sil EH-5 ou similares, pela Cabot Corporation).
[0011] Para fazer a mistura de cimento-água espumada, a razão de água para cimento em peso está tipicamente na faixa de cerca de 0,2 a 2,0. Ao espumar misturas com razões de água para cimento menores na faixa de cerca de 0,2 a 1,0, essas se tornam uma opção mais fluida pela adição de um plastificante convencional ou redutor de água de alta gama (HRWR) em uma quantidade de 0,25 a 4,0% em peso de cimento.
[0012] Como uma modalidade, a espuma à base de cimento- água é, às vezes, estabilizada pela adição de um agente modificador de reologia. O agente modificador de reologia será tipicamente adicionado em uma quantidade de 0,1 a 5% em peso de cimento.
[0013] Os agentes modificadores de reologia se enquadram em uma das seguintes categorias: (1) polissacarídeos e derivados dos mesmos, (2) proteínas e derivados das mesmas e (3) materiais orgânicos sintéticos. Agentes modificadores de reologia polissacarídicos podem ser adicionalmente subdivididos em (a) materiais à base de celulose e seus derivados, (b) materiais à base de amido e seus derivados e (c) outros polissacarídeos.
[0014] Agentes modificadores de reologia à base de celulose adequados incluem, por exemplo, metil- hidroxietilcelulose, hidroximetiletilcelulose, carboximetilcelulose, metilcelulose, etilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxietilpropilcelulose, etc.
[0015] Materiais à base de amido adequados incluem, por exemplo, amido de trigo, amido de trigo pré-gelificado, amido de batata, amido de batata pré-gelificado, amilopectina, amilose, gel de ágar de emulsão segura, acetatos de amido, éteres de hidroxietilamido, amidos iônicos, alquilamidos de cadeia longa, dextrinas, amidos de amina, amidos de fosfato e amidos de dialdeídos.
[0016] O agente modificador de reologia atualmente preferencial é a hidroxipropil-metilcelulose, cujos exemplos são Methocel 240 e Methocel 240S.
[0017] Ao usar o alumínio como um agente de formação de espuma, o alumínio está normalmente em um tamanho de partícula menor que 100 mícrons. O alumínio pode ser adicionado como um pó seco, ou como uma pasta em uma mistura com água ou dietilenoglicol e, para algumas aplicações, ele também pode ser usado em uma versão retardada. O alumínio preferencial é comprado da empresa Eckart (uma empresa alemã). Normalmente, o alumínio é adicionado em uma quantidade de cerca de 0,05 a 3% em peso do peso de cimento. Ao espumar as misturas à base de cimento OPC, a água e o cimento são normalmente misturados primeiro durante cerca de 1 a 5 minutos onde, depois, o alumínio é adicionado e misturado durante cerca de 5 segundos a 1 minuto. Ao espumar as misturas à base de cimento CAC e a maioria dos outros tipos de cimento, água, cimento e um agente modificador de reologia são normalmente misturados primeiro durante cerca de 1 a 5 minutos, onde depois do óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, hidróxido de sódio ou um agente de aumento do pH semelhante é adicionado em uma quantidade de cerca de 0,5 a 10% do peso da água e misturado durante cerca de 5 segundos a 1 minuto e, por fim, o alumínio é adicionado e misturado durante cerca de 5 segundos a 1 minuto.
[0018] Ao usar tensoativo como um agente de formação de espuma, é preferível que a água e o agente modificador de reologia sejam primeiramente misturados para formar uma fase aquosa viscosa que é, em seguida, misturada com o cimento, fibra e o agente de formação de espuma. O tempo de mistura típico é de cerca de 1 a 10 minutos, dependendo do tipo de misturador. Alternativamente, o tensoativo pode ser pré-misturado com de 1 a 90% de água para preparar uma espuma que é, em seguida, adicionada, ou a mistura aquosa pode ser espumada passando por um bocal de venturi agregado formador de espuma (semelhante a fazer espuma de barbear), que é adicionado à mistura de fibras. O agente modificador de reologia é usado para estabilizar a estabilidade da espuma e também ajuda no desenvolvimento de uma estrutura celular menor na espuma.
[0019] Ao adicionar uma fibra de reforço ao material, uma maior estabilidade de espuma será alcançada antes de endurecer o cimento, e isso é especialmente importante ao fazer materiais com densidade seca na faixa de cerca de 0,05 a 0,3 g/cm3. Além disso, verificou-se que a adição de fibra reduz ou elimina o encolhimento de material e as rachaduras de encolhimento por secagem durante a fase de secagem do processo de produção, e proporcionam ainda maior resistência à flexão e resistência do material seco. O tipo preferencial de fibra é a celulose (madeira dura ou madeira macia), plástico (à base de álcool polivinílico ou acrílico) e fibra de vidro; celulose e fibra plástica é principalmente usada para isolamento destinado a temperaturas abaixo de congelamento ou ambiente, enquanto que a fibra de vidro é usada principalmente para fins de isolamento em temperaturas acima da temperatura ambiente, ou onde a resistência ao fogo é necessária. Além disso, as combinações dos tipos de fibra podem ser aplicadas. O comprimento da fibra preferencial é de cerca de 1 a 2 mm para a fibra de celulose, de cerca de 4 a 10 mm para a fibra de plástico e de cerca de 6 a 20 mm para a fibra de vidro. O diâmetro de fibra preferencial varia de cerca de 10 a 40 mícrons.
[0020] Após a mistura, a mesma é vertida em um sistema de molde, que pode ser na forma de um tubo, meio tubo, bloco, painel, folha ou outro formato desejado. Por exemplo, uma caixa de molde grande (por exemplo, de 3 a 6 metros de comprimento por 1 a 1,5 metro de largura por 0,6 a 1,2 metro de altura, etc.) pode ser usada. Ao usar pó de alumínio como um agente de formação de espuma, a mistura é deixada crescer (devido à formação de bolhas de hidrogênio, conforme o alumínio reage com os íons hidroxila) e preenche o molde nas próximas 0,5 a 2 horas.
[0021] Ao usar um tensoativo como o agente de formação de espuma, o tensoativo é especialmente escolhido como tendo um alto grau de estabilidade da espuma e para gerar o tamanho certo da bolha. Um tal agente incorporador de ar é vendido pela empresa Sika. O tensoativo é tipicamente adicionado em uma quantidade de cerca de 0,05 a 4,0% em peso de água. A agua, o cimento, o tensoativo e o agente modificador de reologia são normalmente misturados durante cerca de 1 a 10 minutos até espumar a mistura. Após a mistura, a mistura espumada é vertida no sistema de molde e é deixada endurecer.
[0022] Após o endurecimento, o material úmido será desmoldado e cortado ao tamanho, aparado, etc. Por exemplo, um bloco de material endurecido pode ser cortado em painéis, folhas ou em outras formas desejadas.
[0023] Para desenvolver nos últimos 28 dias a resistência dos produtos feitos com cimento OPC, o produto é deixado em repouso por cerca de 28 dias em um ambiente úmido, ou o desenvolvimento da resistência pode ser acelerado em 24 a 48 horas por aquecimento, pelo desenvolvimento do seu próprio calor interno (exotérmico) ou por cura com vapor, tal como é convencional no estado da técnica.
[0024] Produtos feitos de cimento CAC, cimento Sorel, cimento CSA, cimento de fosfato, cimento de geopolímero ou outros tipos de cimento atingirão a sua resistência final em 24 horas e não necessariamente precisam ser adicionalmente curados.
[0025] Após atingir o desenvolvimento da resistência final, o produto é seco até gerar o composto isolante leve acabado.
[0026] Em uma modalidade, o produto acabado pode se tornar repelente de água pulverizando o produto com silano à base de água ou solvente. Tal produto, Protectosil BErN, é normalmente vendido pela BASF. O produto acabado também pode ser pulverizado com revestimentos antimicrobianos ou antifúngicos. Além disso, o produto acabado pode ser pintado, corado ou texturizado.
[0027] O composto isolante à base de cimento leve acabado terá uma densidade na faixa de cerca de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma resistência à compressão na faixa de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa), uma resistência à flexão na faixa de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma condutância térmica na faixa de cerca de 0,02 a 1,0 W/mK.
[0028] As faixas de composição estão mostradas abaixo:
Figure img0001
Figure img0002
[0029] O cimento pode compreender 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% ou 90% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0030] A água pode compreender 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% ou 70% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0031] O material secundário pode compreender 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% ou 50% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0032] A mistura de aumento de resistência pode compreender 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% ou 10% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0033] A fibra de reforço pode compreender 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 1% 1, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% ou 20% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0034] O agente modificador de reologia pode compreender 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% ou 4,0% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0035] O alumínio em pó de cimento pode compreender 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9% ou 3,0% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0036] O agente de aumento de pH pode compreender 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9%, 4,0%, 4,1%, 4,2%, 4,3%, 4,4%, 4,5%, 4,6%, 4,7%, 4,8%, 4,9%, 5,0%, 5,1%, 5,2%, 5,3%, 5,4%, 5,5%, 5,6%, 5,7%, 5,8%, 5,9%, 6,0%, 6,1%, 6,2%, 6,3%, 6,4%, 6,5%, 6,6%, 6,7%, 6,8%, 6,9%, 7,0%, 7,1%, 7,2%, 7,3%, 7,4%, 7,5%, 7,6%, 7,7%, 7,8%, 7,9%, 8,0%, 8,1%, 8,2%, 8,3%, 8,4%, 8,5%, 8,6%, 8,7%, 8,8%, 8,9%, 9,0%, 9,1%, 9,2%, 9,3%, 9,4%, 9,5%, 9,6%, 9,7%, 9,8%, 9,9% ou 10% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0037] O tensoativo de água pode compreender 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9% ou 4,0% em peso, ou outra porcentagem incremental intermediária.
[0038] Como resultado, a presente invenção fornece um material à base de cimento isolante térmico leve ("material isolante") formado a partir de uma mistura que inclui cimento, água e um agente de formação de espuma. O agente formador de espuma pode ser um pó de alumínio ou um tensoativo. O material isolante à base de OPC tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius. O CAC, cimento Sorel, cimento CSA, cimento de fosfato, cimento de geopolímero ou outro material isolante à base de cimento tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 1800 graus Celsius.
[0039] Além disso, a presente invenção fornece um material isolante formado a partir de uma mistura que inclui cimento em uma quantidade de cerca de 25 a 90% em peso úmido, água em uma quantidade de cerca de 10 a 70% em peso úmido, e um agente de formação de espuma. O agente de formação de espuma pode ser um pó de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,5 a 3,0% em peso do cimento ou um tensoativo em uma quantidade de cerca de 0,05 a 4,0% em peso de água. O material isolante tem uma densidade na faixa de cerca de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma condutividade térmica na faixa de 0,02 a 1,0 W/(m.K), uma resistência à compressão na faixa de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma resistência à flexão de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa).
[0040] Além disso, a presente invenção fornece um método para a fabricação de um material isolante, misturando um cimento com água, espumando a mistura de cimento-água usando um agente de formação de espuma, vertendo a mistura de cimento-água espumada em um molde e deixando a mistura de cimento-água espumada crescer para formar o material isolante, e removendo o material isolante do molde. O material isolante à base de OPC tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 900 graus Celsius. O CAC, cimento Sorel, cimento CSA, cimento de fosfato, cimento de geopolímero ou outro material isolante à base de cimento tem uma temperatura máxima de uso de cerca de 1800 graus Celsius.
[0041] Além disso, a presente invenção fornece um método para a fabricação de um material isolante misturando um cimento em uma quantidade de cerca de 25 a 90% em peso úmido com água em uma quantidade de cerca de 10 a 70% em peso úmido, formando espuma na mistura de cimento-água usando um agente de formação de espuma (um pó de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,5 a 3,0% em peso de cimento ou um tensoativo em uma quantidade de cerca de 0,05 a 4,0% em peso de água), vertendo a mistura de cimento-água com espuma em um molde e deixando a mistura de cimento-água espumada crescer para formar o material isolante, removendo o material isolante do molde e tratando termicamente o material isolante. O material isolante tem uma densidade na faixa de cerca de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma condutividade térmica na faixa de 0,02 a 1,0 W/(m.K), uma resistência à compressão na faixa de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma resistência à flexão de cerca de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa).
[0042] Embora modalidades preferenciais da presente invenção tenham sido descritas em detalhes, as pessoas versadas na técnica compreenderão que várias modificações podem ser feitas na mesma sem se afastar do espírito e do escopo da invenção, tal como definido nas reivindicações em anexo.

Claims (21)

1. Material isolante formado a partir de uma mistura, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um cimento em uma quantidade de 25 a 90% em peso úmido, em que cimento compreende um cimento Portland comum (OPC), um cimento de aluminato de cálcio (CAC), um cimento Sorel, um cimento CSA, cimento de fosfato ou um cimento de geopolímero; água em uma quantidade de 10 a 70% em peso úmido; um agente de formação de espuma compreendendo um pó de alumínio em uma quantidade de 0,5 a 3,0% em peso de cimento ou um tensoativo em uma quantidade de 0,05 a 4,0% em peso de água; um agente modificador de reologia em uma quantidade de 0,1 a 4,0% em peso de cimento e sendo selecionado do grupo consistindo em polissacarídeos, derivados de polissacarídeos, proteínas, derivados de proteínas dos mesmos e materiais orgânicos sintéticos; e o material isolante com uma temperatura máxima de uso de 900 graus Celsius, sempre que o cimento for o cimento Portland comum (OPC) e 1800 graus Celsius sempre que o cimento for o cimento de aluminato de cálcio (CAC), o cimento Sorel, o cimento CSA, o cimento de fosfato ou cimento geopolimérico, uma densidade na faixa de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma condutividade térmica na faixa de 0,02 a 1,0 W/(m.K), uma resistência à compressão na faixa de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma resistência à flexão na faixa de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa).
2. Material isolante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material isolante possui uma temperatura mínima de uso de -273 graus Celsius.
3. Material isolante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: a mistura de cimento-água possui uma razão de água para cimento em peso na faixa de 0,2 a 2,0.
4. Material isolante, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um redutor de água de alta gama convencional na faixa de 0,25 a 4,0% do peso de cimento quando a razão de água para cimento em peso está na faixa de 0,2 a 1,0.
5. Material isolante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de opcionalmente compreender ainda: um material secundário em uma quantidade de 0 a 50% em peso úmido e é selecionado do grupo consistindo essencialmente em areia, pedra, cinzas volantes, escória, sílica de fumo, carbonato de cálcio ou gesso; e fibras de reforço, em que a fibra de reforço é em uma quantidade de 0,1 a 20% em peso úmido e compreende fibras de vidro, fibras de celulose, fibras de álcool polivinílico ou uma combinação dos mesmos.
6. Material isolante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um material que aumenta a resistência em uma quantidade de 0,1 a 10% em peso úmido e compreende sílica pirogênica.
7. Material isolante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um agente que aumenta o pH em uma quantidade de 0,5 a 10% em peso de água e selecionado do grupo consistindo essencialmente em óxido de cálcio, hidróxido de cálcio e hidróxido de sódio.
8. Método para fabricar um material isolante, conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: misturar um cimento em uma quantidade de 25 a 90% em peso úmido com água em uma quantidade de 10 a 70% em peso úmido e o agente modificador de reologia em uma quantidade de 0,1 a 4,0% em peso do cimento, em que o cimento compreende um cimento Portland comum (OPC), um cimento de aluminato de cálcio (CAC), um cimento Sorel, um cimento CSA, cimento de fosfato ou um cimento de geopolímero e o agente modificador de reologia é selecionado do grupo consistindo em polissacarídeos, derivados de polissacarídeos, proteínas, derivados de proteínas dos mesmos e materiais orgânicos sintéticos; formar espuma na mistura de cimento-água usando um agente de formação de espuma que compreende um alumínio em pó em uma quantidade de 0,5 a 3,0% em peso de cimento ou um tensoativo em uma quantidade de 0,05 a 4,0% em peso de água; verter a mistura de cimento-água espumada em um molde e deixar a mistura de cimento-água espumada crescer até formar o material isolante; remover o material isolante do molde; e o material isolante que tem uma temperatura máxima de uso de 900 graus Celsius, sempre que o cimento for o cimento Portland comum (OPC) e 1800 graus Celsius sempre que o cimento for o cimento de aluminato de cálcio (CAC), o cimento Sorel, o cimento CSA, o cimento de fosfato ou cimento geopolimérico, uma densidade na faixa de 0,05 a 1,0 g/cm3, uma condutividade térmica na faixa de 0,02 a 1,0 W/(m.K), uma resistência à compressão na faixa de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa) e uma resistência à flexão de 10 a 3000 PSI (68,94 a 20684,27 kPa).
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o material isolante possui uma temperatura mínima de uso de -273 graus Celsius.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que: a mistura teve uma proporção de água para cimento por peso em uma faixa a 0,2 a 2,0.
11. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de mistura é realizada durante 1 a 5 minutos; o cimento compreende um cimento Portland comum (OPC); o agente de formação de espuma compreende alumínio em pó; e a etapa de formação de espuma é realizada durante 5 segundos a 1 minuto.
12. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que: compreendendo ainda a etapa de adicionar um agente que aumenta o pH, em uma quantidade de 0,5 a 10% em peso de água, à mistura do agente modificador de reologia cimento- água e misturar a mistura do agente modificador de reologia cimento-água-agente que aumenta o pH durante 5 segundos a 1 minuto, em que o agente de aumento de pH é selecionado a partir de um grupo consistindo essencialmente de óxido de cálcio, hidróxido de cálcio e hidróxido de sódio; o agente de formação de espuma compreende alumínio em pó; e a etapa de formação de espuma é realizada durante 5 segundos a 1 minuto.
13. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que: a etapa de mistura compreende as etapas de misturar a água com o agente modificador de reologia e misturar o cimento com o agente modificador de reologia; e o agente de formação de espuma compreende um tensoativo.
14. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de pré-misturar o agente de formação de espuma com 1 a 90% de água, em que o agente de formação de espuma compreende um tensoativo.
15. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de formação de espuma é realizada usando um bocal de venturi agregado formador de espuma.
16. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de cimento-água espumada é deixada crescer durante 0,5 a 2,0 horas.
17. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de curar o material isolante por permitir que o material isolante se fixe durante 28 dias em um ambiente úmido, ou permitir que o material isolante gere calor interno por 24 a 48 horas, ou cure com vapor o material isolante durante 24 a 48 horas.
18. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda: secar o material isolante; ou cortar, recortar, arear ou transformar o material isolante em uma forma especificada no tubo, um meio tubo, um bloco, um painel ou uma folha; ou pulverizar o material isolante com um repelente de água.
19. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de adicionar um redutor de água de alta gama convencional na faixa de 0,25 a 4,0% do peso de cimento quando a razão de água para cimento em peso está na faixa de 0,2 a 1,0.
20. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de opcionalmente compreender ainda: adicionar um material secundário, em uma quantidade de 0 a 50% em peso úmido e selecionado do grupo consistindo essencialmente em areia, pedra, cinzas volantes, escória, sílica de fumo, carbonato de cálcio ou gesso; e, adicionar fibra de reforço, em que a fibra de reforço é em uma quantidade de 0,1 a 20% de peso úmido e compreende fibras de vidro, fibras de celulose, fibras de álcool polivinílico ou uma combinação das mesmas.
21. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda uma etapa de adição de um material que aumenta a resistência em uma quantidade de 0,1 a 10% em peso úmido e compreende sílica pirogênica.
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