NO842322L - Fremgangsmaate for fremstilling av lettvekt betonggjenstander, saasom blokkformede bygningselementer egnet for bygging av fullstendig varmeisolerte bygninger - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av lettvekt-betonggjenstander, såsom blokkformede betong bygningselementer, flate eller kanalformede isolasjonsplater for tak-tekkingsformål osv., i hvilke fortrinnsvis kuleformede partik-

ler av skumplastmateriale er blandet med et bindemiddel ved hjelp av hvilke vedhengingen av skumplastmaterialet til sementen blir-fremmet. På slutten av blandeoperasjonen blir en part sement i tørr tilstand tilsatt og medblandet med nevnte blanding helt til massen igjen i hovedsaken består av løse kuler. Den gjenværende parten av sementen blir tilsatt og hele blandingen blir igjen ført til en andre blandeoperasjon, mens det måles til en mengde vann, og blandingen som på den måten endelig oppnås blir presset til den ønskede form. En fremgangsmåte på denne type er kjent fra nederlandsk patentsøknad 7113658.

I den kjente fremgangsmåten omfatter bindemidlet et bituminøst produkt som f.eks. et petroleum-basert produkt. Dette produktet har den ulempen at det lukter sterkt slik at de ferdige gjenstandene må utsettes for luft i lang tid før disse gjenstandene, spesielt blokkformede bygningselementer, kan bli brukt ved bygging av f.eks. hus.

Dessuten må det bituminøse produktet bli oppvarmet til de tempererte og kalde klimatiske sonene før dette produktet kan blandes med kuler av skumplastmateriale. Dette krever en tilleggsoperasjon og ytterligere energi, men i varme, klimatiske soner, og bituminøsproduktet herder ikke og kan således ... ikke bli brukt.

I Europe-patentsøknad 80901389 er det foreslått å bruke, iste-denfor utelukkende et bituminøst produkt, en blanding av et bituminøst produkt og vannglass som bindemiddel. Likevel re-presenterer den'tilsatte mengden vannglass den alvorlige ulempen at det blir meget fort så viskost at blandeinnretningen vil sitte fast, og når innretningen har stoppet etter en drifts-periode, det dannes slike harde avsetninger at innretningen ikke

kan startes opp igjen.

US-patent 3.899.455 beskriver en fremgangsmåte som forbered-er lettvekt-betong i hvilke lukkede celleskumpolysteren-partikler er belagt, før deres innblanding i betongen, med en fenolholdig kulltjære. Fenol er et uønsket stoff ettersom det har skadende virkninger på helsen til personer som er involvert i forberedelsen av betongen.

Videre er det i nevnte US-patent nevnt at det er kjent

teknikk å behandle skumplastpartikler med en fuktig spredning av et epoksyharpiks før deres innblanding i det hydrau-liske bindemiddelet.

Likevel vil bruk av en fuktig spredning av et epoksyharpiks

i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen være meget ugunstig for vedhengingen av den første parten av sement tilsatt ved slutten av den første blandeoperasjonen til skumkulene, idet denne sementen så ville bli satt av vannet innbefattet i nevnte spredning. Videre gir en epoksyharpiks spredd ut ved fuktig utsprøyting meget sprø og gir en dårlig kohesjon.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et forbedret bindemiddel som ikke innbefatter de ovenfor nevnte ulempene.

Dette formålet lir oppnådd ved at bindemiddelet ifølge oppfinnelsen består av en blanding av en fenolfri oppløsning av kull-trjære-bek i kull-tjære-olje og en epoksyharpiks, hvilke blanding fortrinnsvis inneholder minst 20 volum-% av nevnte epoksyharpiks, og nevnte oppløsning inneholder 75-85 vekt-%

av kull-tjære-bek og 15-25 vekt-% av kull-tjære-olje, hvori kull-tjære-beket har en ring og kulemykningspunkt på 50-65°C og kull-tjære-oljen har et destinasjonsområde på 150-275°C.

Plastpartiklene er fullstendig belagt med bindemiddelet, hvilke fremmer ypperlig vedheng av skumplastmaterialet til sementen, og den er fullstendig luktfri og behøver ikke å bli oppvarmet. Videre blir plastpartiklene hardere slik at det endelige produktet har en forbedret sammentrykningsstyrke.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj med henvisning

til tegningene, hvor:

Figur 1 viser en innretning som er å foretrekke at blir brukt

for å utføre fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, figur 2

og 3 viser bygningsblokker fremstilt ved fremgangsmåten

i henhold "til oppfinnelsen,

figur 4 viser hvilken måte veggene i en bygning blir bygd

opp av blokkene, vist i figurene 2 og 3,

figur 5,

6 og 7 viser detaljer av nevnte vegger,

figur 8

og 9 viser bygningsblokker for utforming av innvendige

vegger og,

figur 10 viser på hvilken måte en innervegg i en bygning

blir bygget opp, med blokkene vist i figurene 8 og 9, med forbindelse med en utvendig vegg.

Bindemiddelet ifølge oppfinnelsen omfatter fire komponenter, nemlig kull-tjære-olje, kull-tjære-bek, epoksyharpiks og et konserveringsmiddel for epoksyharpikset.

Kull-tjære-olje-komponenten består av de lettere fraksjonene oppnådd ved kull-tjære-destillasjon. For bruk i den forelig-gende oppfinnelsen skal kull-tjære-oljen være fri for fenoler. Disse kan bli fjernet fra oljen ved utvinning med vannaktig NaOH.

Kull-tjære-bek-komponenten er mørkebrun til svarte amorfe rester igjen etterat kull-tjæren er redestillert.

Den er fri for fenoler og er nesten utelukkende bestående av

flerkjernede arnomatiske forbindelser.

De epoksyharpiksene som blir foretrukket brukt i bindemiddelet ifølge oppfinnelsen er reaksjonsprodukter av bisfenol A (4,4'-isopropylendifenol) og epiklorhydrin modifisert med glycidyletere. Den som er mest å foretrekke er modifisert med C-^2~C-]_4 alifatisk glycidyleter og blir solgt under vare-betegnelsen "Dow Epoxy Harpiks 324".

Epoksyharpiks er tilsatt i en mengde av 20-35 volum-% av blandingen av 75-85 vekt-% kull-tjære-bek og 15-25 vekt-% kull-tjære-olje.

Et konserveringsmiddel for epoksyharpiks skal bli tilført i

en mengde av 4-8 volum-% slik at epoksyharpiksen vil herde tilstrekkelig og ikke forblir klebrig. Dette sikrer at etter at skumplastkulene er belagt med bindemiddel, oppnås en sprø masse av løse kuler. Foretrukkéde konserveringsmidler er alifatiske polyaminer, så som f.eks. trietylentetramin.

Skumplastkulene er beleilig skum-polystyren med en partikkel-størrelse på 3-5 mm og en spesifikk tetthet på omkring 10-12 kg/cm3 . Videre er blokkens trykkfasthet ikke avhengig av de spesielle skumplastkulene som blir benyttet.

For hver 100 volumdeler kuler blir det tilsatt 20-30 volumdeler sement og 0,15-0,20 volumdeler bindemiddel. For hver 356 volumdeler belagte kuler kan det bli tilsatt omkring 10 volumdeler sand. Etter pressingen til den ønskede fasong tar det omkring 24 timer for blokkene å størkne.

Blokkenes trykkfasthet ifølge oppfinnelsen er 0,35N/mm<2>. Blokker fremstilt på samme måten, men som utelater epoksyharpiks å konserveringsmiddel i bindemiddelet har en trykkfasthet på 0,3N/mm2 .

Fremgangsmåten for å forberede lettvekt-betonggjenstander

er vist i figur 1. Kuler av skumplastmateriale, fremstilt på en måte som i seg selv er kjent, blir lagret i en beholder 1. I bunnen av beholderens nedre koniske seksjon 2 er det anordnet en trang, rektangulær tømmeinnretning under hvilken en skruetransportør er anordnet inne i et sylindrisk hus 3

som har-direkte forbindelse med nevnte tømmeåpning. Skrue-transportøren blir drevet av en elektrisk motor som selv eller med en utvekslingsmekanisme kan variere hastigheten innenfor et bredt område fra stillestående og-gradvis økende antall omdreininger for å drive skruen i en variabel nøyaktig kontrollerbar hastighet. Skruetransportøren åpner i en suge-ledning 4 i en utsugningsinnretning 5 som har et bladhjul, hvilke blader har avrundede forkanter, slik at kulene kan passere gjennom utsugningsinnretningen uten å bli skadet. Utsugningsinnretningen 5 blåser kulene gjennom ledningen 6 til en beholder 7 som har et passende utluftningshull, for eksempel i den øvre veggen, dekket av en finmasket sil slik at utsug-ningsinnretningens luft lett kan føres ut.

Fra beholderen 7 faller kulene ned i en første blander 8,

som fortrinnsvis består av et trau med to horisontale akseler 9 som forløper parallelt med hverandre, i hvilke hver av de nevnte akselene er anordnet med radielt fremspringene pinner

10 og hver pinne er anordnet forskjøvet i forhold til hverandre med hensyn til de tilliggende pinnene i periferiretningen slik at de nevnte pinnenes frie ender er anordnet på en spiral som" forløper rundt akselen. Blandere 8 har en lengde-på.f.eks... 4 meter mens pinnene på hver av akselene er anbragt fra hverandre over en avstand av 10 cm. De to akselenes pinner har en overlappende stilling med hensyn til hverandre slik at det for eksempel i mellomrommet mellom de to akselene vil en pinne på den ene akselen gli forbi en pinne på den andre akselen, mens nevnte akseler roterer i motsatte retninger på en slik måte at pinnene vil ha en nedover bevegelse i mellom rommet mellom nevnte akseler. Under en stor del av rotasjons-bevegelsene vil pinnenes ender beveges i kort avstand langs blanderes vegg.. Pinnene utgjør omtrent tre skureføringer rundt akselen. Slike blandere er i seg selv kjent. Akselene blir rotert med en hastighet omkring 200 omdreininger pr. minutt. I en avstand på omkring 90cm fra beholderens 7 uttømningsåpning åpner en mater 11 inn i blanderen 8 gjennom, hvilke mater bindemiddelet, som består av blandingen av en ikke-fenolholdig oppløsning av kull-tjære-bekk i kull-tjære-olje og en epoksyharpiks som det er tilført et konserveringsmiddel, blir matet i en nøyaktig målt mengde til blanderen 8 og nevnte mengde blir tilpasset mengden av kuler tilført av skruetransportøren 3. Nevnte blanding inneholder for eksempel 61,95 volum-% av nevnte oppløsning, 30,97 volum-% epoksyharpiks og 7,08 volum-% konseraveringsmiddel. Blandeproses-sen skjer over endel av blanderens 8 bane, hvoretter ved 12

en del av den totale nødvendige mengden av sement blir matet inn i blanderen fra en beholder 13 ved hjelp av et cellehjul. Umiddelbart før tilføringen av sement kleber kulene seg sterkt fast til hverandre på grunn av klebemiddelets tilstedeværelse. Etter tilføringen av sement og sammenblandingen av det med nevnte kuler, blir det igjen ved kun en kort avstand fra sementens innmatingspunkt oppnådd en sprø masse som består av løse kuler som da har en spesifikk tetthet på 33 kg/m3 .

På den måten har kuler blitt individuelt belagt med bindemiddel og så med en film av tørr ufjernet sement. Denne filmen er av største viktighet idet det er med denne filmen at kulene av skumplast i det endelige materialet har mulig-heten til å klebe til sett sementen over deres hele overflate slik at det blir oppnådd et fast produkt som består av kuler av skumplastmateriale som ligger i en matrise av sement.

De belagte kulene som blir tømt ut fra blanderen 8 blir transportert til en lagerbeholder 16 ved hjelp av transport-beltetl 15, fra hvilken lagertank 16 o<pp>målte mengder av kuler blir levert til blanderens 20 opplastningstrau 19 ved hjelp av transportbeltet 17 og gjennom trakten 18. Nevnte kuler blir deretter blandet med sement og vann og eventuelt ytterligere tilsetninger i nevnte blander 20 og den oppnådde blandingen blir transportert ved hjelp av transportbeltet 21

til for eksempel en anordning for pressing av blokker 22.

I figurene.2 og 3 er bygningsblokker fremstilt ved.framgangs-måten ifølge oppfinnelsen vist, på venstre side vist fra over-siden og på høyre siden vist fra undersiden. Bygningsblokkene vist i figurene 2 og 3 er kun forskjellig i størrelse. Blokk A vist i figur 2 har halve størrelsen av blokken B vist i figur 3. Ved blokkenes toppflater er det utformet søyleformede frem-spring 23 som passer, med en lett klaring, inn i de søyleformede utsåaringene 24 som er dannet i blokkens bunnflater slik at når blokkene blir lagt oppå hverandre for å danne en vegg, danner de nevnte hullene 25 kontinuerlige passasjer som forløper gjennom hele veggen fra dens toppoverflate til dens bunnflate.

Det er å foretrekke at blokken B har en lengde på 60cm, en

bredde på 30cm og en høyde på 20cm, og vekten av en blokk med denne størrelse er 11 kg.

Ved bygging av en vegg blir blokkene på grunn av sin lave vekt lagt oppå hverandre ved håndkraft, uten å anvende.noe binde-materiale mellom blokkene, slik at blokkene hviler direkte på hverandre med deres toppflate i inngrep med bunnflatene til de tilliggende blokkene. Ettersom det ikke er noen horisontale-forbindelser dannet av et bindematerialelag mellom tilliggende blokker, slik som i konvensjonelle vegger bygget av murstein eller blokker, hvilke forbindelser tillater k ompensasjon av regjerende høyder av mursteinene eller blokkene, slik at i hvert lag av murstein eller blokker ligger de øvre flatene i hovedsaken opp i et horisontalt plan. Det er viktig at blokkene som oppnås ved oppfinnelsen har like høyder. Ved forming av blokker ved en presseprosess, er det faktisk umulig å oppnå slik jevn høyde, slik at blokkene blir presset med for store høydemål og deretter slepet ned til nøyaktig høyde, hvilke nedslipingsprosess raskt blir utført ved den sprøe sammen-setningen av blokkene.

Etter en oppstablingsoperasjon for å danne de omsluttende veggene i en bygning, blir alle passasjene dannet av hullene 25 som ligger på linje fylt med betong for å danne betong-søyler 26, noen av hvilke er vist i figur 4. På denne måte har blokkene på grunn av sin sammensetning en heller lav trykkfasthet, ingen understøttelsesfunksjon, idet hver enkelt henger fast til betongsøylene, slik at alle vertikale krefter blir tatt opp av nevnte søyler, mens blokkene danner avstands-stykker for nevnte søyler, i hvilke funksjon de er istand til å oppta relativt store horisontalkrefter.

Vist mer detaljert i figur 5 er den nedre delen av en vegg i

en bygning bygd opp av blokker fremstilt etter denne oppfinnelsen. Først er det dannet et bjelkelignende fundament 27

av betong som stikker noe over bakkenivå 28. Deretter blir justeringsmørtellagene 29 dannet på toppen av fundamentet 27

og blokkene B blir lagt på nevnte lag og på topp av hverandre helt til den ønskede vegghøyden er oppnådd (se figur 6), hvoretter søylene av betong 26 blir dannet ved å helle betong ned i hullene 25 som er på linje med hverandre i blokkene B.

Et gulv 30, for eksempel satt sammen av prefabrikerte elementer som har forbedrede termiske isolasjonsegenskaper, blir anbragt på fundamentet 27 og understøttelsesinnretninger 31 av isolerende materiale blir lagt imellom. Et avsluttende lag 32 blir anordnet oppå gulvet 30. De avsluttende lagene 33 og 34 blir med fordel lagt utenpå de utvendige og de innvendige overflatene av blokkene som danner veggen, ved hjelp av en sprayeprosess.

Figur 6 viser toppdelen av veggen i figur 5. På de aller øverste blokkene B' er blokkene B" anbragt fra hvilke halve er saget av i lengderetningen r En forskaling 35.og forsterk-ningsdel 36 for danning av et andre gulv 37 er anbragt på

blokkene B' og betong blir felt ned i hullene 35 for å danne søylene 36 og i forskalingen 35 for å danne det andre gulvet 37 .

Blokkene B<1>er lagt oppa blokkene B" og gulvet '3 7- og et.. justeringsmørtellag 38 blir; "tilveiebragt. Eå gulvet. 37 : blir et avsluttende lag 39 dannet og de innvendige overflatene av blokkene "B' ' ' blir igjen-belagt med et avsluttende ..lag 3.4'...

Figur 7 viser takkonstruksjonen på toppen av blokkene B' ' . Fra den aller øverste blokken B<1>''' blir halvparten saget av

i lengderetningen og forskalingen 40 med forsterkningsdelene 41 anbragt. Betongen blir helt ned i hullene 25 i blokkene B"'' for å danne søylene 26' og på en forskaling 40 for å danne tak/gulv 42.

Forankringsdelene 43 og 44 er festet til tak/gulv 42 og sikringsforankringer 45 som er anordnet er festet i borehull dannet i taket/gulvet. Taksperrer 46 er holdt oppe ved hjelp av veggplate 47 og festet ved hjelp av forankringene 44. Videre er det vist taksteinlektere 48, takstein 49 og takutspring 50 dekket med sinkplater.

De innvendige veggene i bygningen kan også bli bygd opp ved å legge blokker med samme utforming som blokkene A eller B oppå hverandres Detter imidlertid": å<-foretrekke at disse blokkene har samme utforming som vist i figurene 8 og 9 og er presset sammen av en blanding av belagte skumplastkuler og sement,

til hvilke blanding sand blir tilført for å forbedre fastheten og lydisolasjonen på b ekostning av disse blokkenes termiske isolasj on.

I-figurene 8 og 9 er bygningsblokkene C og D for oppbygging av innvendige vegger i en bygning vist på samme måte som bygningsklossene A og B vist i figurene 2 og 3. Bygnings-blokken C er halvparten så stor som blokk D. Blokkene C og D er forsynt med hullene 51 som har et åttekantet tverrsnitt, på blokkene toppoverflater er det dannet oppoverstikkende for-høyninger 52, 52', hvilke inneroverflater danner en forlengel-se av de største motstående sidene av de åttekantede hullene 51 og hvilke forhøyninger 52, 52' passer inn i søyleformede utsparinger 53 dannet i blokkenes bunnoverflater. Ytterligere forbindelsesspor 54 som har et målt sirkelformet tverrsnitt er dannet i blokkenes toppoverflater ved de to motstående sidene i åttekanten som åpning inn til hullene 51.

Figur 10 viser at for å danne en innvendig vegg blir blokkene D lagt oppå hverandre på samme måte som blokkene B, hvilke blokker B danner en utvendig vegg. Når veggene er reist til deres ønskede høyde blir hullene 51, som ligger på linje med hverandre, fylt med betong, slik at betongsøyler blir dannet, hvilke har et åttekantet tverrsnitt og som blir forbundet med broer 56 av betong dannet av betongen som også fyller sporene 54 dekket av de flate bunnoverflåtene av de tilliggende blokkene på toppen. Sammenlignet inneholder de innvendige veggene på denne måten mere betong enn de utvendige veggene, hvilke forbedrer lydisolasjonen av de innvendige veggene.

Skumplastkulene belagt med et belegg av bindemiddel ifølge oppfinnelsen og tørr sement kan bli brukt for å danne de isolerende avsluttende lagene 32 og 39, ved at disse kulene enkelt blir blandet med sement og vann og denne blandingen blir så spredd over de respektive gulvene.

Claims (6)

1. En fremgangsmåte for fremstilling av lettvekt-betonggjenstander omfatter trinnene ved å blande en masse av løse i' 'hovedsaken hule formede partikler av et skumplastmateriale med et bindemiddel' for å danne en klebrig masse, så tilsette" en første del av tørr sement og igjen blande helt til massen' 'hovedsakelig bes'tår" 'av løse "kuler belagt med en film av tørr sement og underkaste de sementbelagte kulene for en andre blandépros' ess med en andre' del "av sement mens en målt mengde vann "tilsettes, og således presse den oppnådde blandingen til ønsket form, karakterisert ved at bindemidlet omfatter en blanding av en fenolfri oppløsning av 75-85 vekt-% kull-tjære-bek som har et ring- og kulemykningspunkt ved 50-65°C i 15-25 vekt-% av kull-tjære-olje med et destinasjonsområde ved 150-275°C og 20-35 volum-% av en epoksyharpiks.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at et konserveringsmiddel blir tilsatt nevnte blanding før pressing.

3. ' " Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte konserveringsmiddel er trietylen-tétramin.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakteris-é' <r> 'r" t' :" "v e "d at nevnte' "epoksyharpiks' er et "reaks jonspro-dukt av epiklorhydrin og "bifénol A modifisert med en ^-^'^ lA alifatisk glycidyleter.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte plastmateriale er polystyren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at for hver 100 volumdeler kuler blir det tilsatt 20-30 volumdeler tørr sement og 0,15-0,20 volumdeler bindemiddel.