(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (1) T3 Int.Cl. C04B 28/18 (06.01) C04B 40/00 (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 17/37 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Sposób wytwarzania hydrotermalnie utwardzanego elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 16/49 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 18/02 (73) Uprawniony z patentu: Xella Baustoffe GmbH, Duisburg, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 ANDREAS STUMM, Potsdam, DE ULF BOENKENDORF, Holle, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Agnieszka Marszałek SULIMA-GRABOWSKA-SIERZPUTOWSKA BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH SP.J. Skr. poczt Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 SGS-1187/VAL EP B1 Opis [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu z hydrotermalnie utwardzanego, porowatego lub spienionego materiału betonowego. [0002] Porowatym materiałem betonowym jest hydrotermalnie utwardzany, porowaty materiał zawierający hydrat krzemianu wapnia. Wytwarza się go z wodnych mieszanin co najmniej jednego mineralnego spoiwa, które zawiera co najmniej jeden zdolny do reakcji w procesie hydrotermalnym składnik zawierający CaO, np. cement lub wapno palone lub wapno hydratyzowane, i co najmniej jeden zdolny do reakcji w procesie hydrotermalnym składnik zawierający SiO2, np. mączka kwarcowa lub popiół lotny, poroforu, zwłaszcza pyłu aluminiowego i/lub pasty aluminiowej, oraz ewentualnie, zwłaszcza obojętnych, domieszek. Wodna mieszanina może zawierać ponadto co najmniej jedno ziarno kruszywa (wypełniacz) i/lub zwykłe dodatki oraz składnik zawierający siarczan wapnia. Wodną mieszaninę wlewa się do form odlewniczych, pozostawia do spienienia i stężenia, ewentualnie tnie się, a następnie poddaje utwardzaniu z użyciem pary. [0003] W celu wytworzenia hydrotermalnie utwardzanego spienionego materiału betonowego zamiast poroforu dodaje się w trakcie mieszania uprzednio wytworzoną pianę i proces spieniania staje się zbędny. [0004] Porowaty lub spieniony materiał betonowy składa się zasadniczo ze stałego szkieletu użebrowanego z faz hydratu krzemianu wapnia (faz CSH), ziaren kwarcu resztkowego, ewentualnie obojętnych domieszek i/lub ziarna kruszywa i dalszych składników ubocznych, takich jak np. anhydryt. Ziarna kwarcu resztkowego, obojętne domieszki i ziarno kruszywa są osadzone w fazach CSH. Stały szkielet użebrowany ma żebra, które otaczają pory (=makropory) wytworzone w wyniku porowacenia lub sztucznie w wyniku dodawania piany. Ponadto stały szkielet użebrowany ma mikropory, które są osadzone w fazach CSH lub są w nich rozmieszczone. Mikropory są składnikiem stałego szkieletu użebrowanego. Fazy CSH stałego szkieletu użebrowanego działają zatem jako faza wiążąca w stałym szkielecie użebrowanym. Są one w dużym stopniu kryptokrystaliczne i krystaliczne, zwykle jest to CSH(I), a przede wszystkim tobermoryt 11 Å. [000] Elementami kształtowymi z porowatego lub spienionego betonu są elementy konstrukcyjne z porowatego lub spienionego materiału betonowego. Niezbrojone elementy kształtowe z porowatego lub spienionego betonu stosuje się głównie jako cegły murarskie. Określa się je również w zależności od tolerancji wytwarzania jako bloczki lub bloki z porowatego lub spienionego betonu. Zbrojone elementy kształtowe z porowatego lub spienionego betonu stosuje się głównie jako wielkogabarytowe elementy konstrukcyjne. [0006] Porowaty lub spieniony materiał betonowy wykazuje dobre budowlano-fizyczne właściwości jako materiał konstrukcyjny. Porowaty lub spieniony materiał betonowy charakteryzuje się zwłaszcza dobrą wytrzymałością na ściskanie przy stosunkowo małej gęstości objętościowej i małej przewodności cieplnej. Z obliczeniowego odniesienia wytrzymałości na ściskanie do gęstości objętościowej w stanie suchym uzyskuje się tak zwaną liczbę A. Przedstawia ona względną wytrzymałość na ściskanie porowatego lub spienionego materiału betonowego. Im większa jest liczba A, tym lepszy jest poziom wytrzymałości na ściskanie. Liczbę A oblicza się w następujący sposób: Liczba A [-] = wytrzymałość na ściskanie [N/mm 2 ]/((gęstość objętościowa w stanie suchym [kg/dm 3 ]) 2. 0,016 [Ndm 6 /mm 2 kg 2 ]) [0007] W celu zmniejszenia przewodności cieplnej znane jest stosowanie mączki wapiennej jako domieszki przy wytwarzaniu porowatego lub spienionego betonu. Mączka wapienna jest obojętna chemicznie i odporna w warunkach autoklawowania. Powierzchnia właściwa stosowanej zazwyczaj mączki wapiennej wynosi cm 2 /g według Bla-

3 ine. Dzięki dodawaniu maczki wapiennej zmniejsza się ponadto skurcz i sorpcja wilgoci, gdyż jest ona magazynowana w stałym szkielecie użebrowanym i tym samym stały szkielet użebrowany zawiera mniej faz CSH. Powoduje to jednocześnie również zmniejszenie poziomu wytrzymałości na ściskanie (liczba A). [0008] W DE A1 ujawniono przykładowo sposób wytwarzania porowatego betonu, przy czym w celu kontrolowania wytrzymałości i/lub modułów sprężystości wzdłużnej i/lub gęstości objętościowej i/lub przewodności cieplnej utwardzonego porowatego betonu ustala się tak rozkład wielkości ziaren składnika piaskowego, żeby była obecna co najmniej jedna frakcja drobnoziarnista, bogata w SiO2, która pod względem swojej powierzchni i reaktywności jest taka, że tworzy ona z obecnym reaktywnym wapnem w trakcie autoklawowania fazy CSH, zwłaszcza tobermoryt i dodaje się co najmniej jedną frakcję gruboziarnistą jako substancję tworzącą strukturę nośną. Jako substancje tworzące strukturę nośną można w tym przypadku stosować np. mączkę wapienną lub sproszkowany kalcyt albo mączki z surowców wtórnych, takie jak mączka z popiołów lotnych, pyły z filtrów, mączki z żużli metalurgicznych. Ponadto substancja tworząca strukturę nośną ma korzystnie rozkład wielkości ziaren od 30 do 400 µm, zwłaszcza 0 do 300 µm, korzystnie 80 do 0 µm. [0009] Również w DE U1 zajęto się zmniejszeniem przewodności cieplnej. Zgodnie z DE U1 osiąga się to dzięki temu, że stały szkielet użebrowany zawiera do % wag. ziaren resztkowego kwarcu i/lub ziaren kruszywa. Wynika to zwłaszcza z zastosowania mączki kwarcowej o powierzchni właściwej według Blaine wynoszącej co najmniej 6000 cm 2 /g i odpowiedniego czasu autoklawowania. [00] Według EP A2, przewodność cieplną elementu konstrukcyjnego z betonu porowatego próbuje się obniżyć przez dodawanie w trakcie wytwarzania cząstek materiału mikroporowatego lub nanoporowatego do jednego lub większej liczby materiałów wyjściowych i/lub produktów pośrednich. Wymienia się mikroporowaty lub nanoporowaty kwas krzemowy lub materiał zeolitowy. Materiały te powinny przetrwać proces autoklawowania bez uszkodzeń i wbudować się w matrycę materiału zawierającego krzemian wapnia lub w przypadku hydrotermalnie utwardzanego elementu konstrukcyjnego, w jego matrycę podstawową. Ze względu na charakter tych cząstek zwiększa się higryczna podatność wytworzonego z nich porowatego betonu, a skurcz i sorpcja wilgoci rosną przy jednoczesnym spadku wytrzymałości na ściskanie w wyniku zmniejszenia faz CSH dających wilgoć. [0011] W DE A1 ujawniono wytwarzanie lekkiego porowatego betonu, który może zawierać mączkę wapienną i popiół lotny oraz jako wypełniacze i dodatki między innymi spieniony polistyren (EPS), perlit, piaski, żwiry, żużle, korek, gumę, wermikulit, granulat szklany, materiał pochodzący z recyklingu i włókna. [0012] W CN A ujawniono wytwarzanie porowatego betonu o wysokiej wytrzymałości, przy czym dodaje się węglan wapnia w postaci nanocząstek, który wytworzono uprzednio z użyciem reaktora koksowniczego. Dodaje się 1% wag. węglanu wapnia w postaci nanocząstek względem całkowitej masy suchego materiału. Ma to na celu wypełnienie luk i drobnych otworów i zwiększenia tym samym wytrzymałości betonu na ściskanie. Ponadto węglan wapnia w postaci nanocząstek działa jako rdzeń kryształów i zwiększa stopień krystalizacji tobermorytu. [0013] Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu wytwarzania elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu z porowatego lub spienionego materiału betonowego o małej przewodności cieplnej i jednocześnie dobrej wytrzymałości. [0014] Cel ten osiągnięto dzięki sposobowi według zastrzeżenia 1. Korzystne warianty wynalazku są scharakteryzowane w kolejnych zastrzeżeniach zależnych. [001] Wynalazek zostanie poniżej dokładniej objaśniony przykładowo w odniesieniu do rysunku. Pokazano: Figura 1: PCC na zdjęciu SEM

4 Figura 2: Skład fazowy dziesięciu różnych próbek porowatego betonu o różnej zawartości naturalnej mączki wapiennej lub PCC Figura 3: Dyfraktogram rentgenowski dwóch próbek porowatego betonu Figura 4: Wykres liczby A dla dziesięciu próbek porowatego betonu względem zawartości CaCO3 mieszaniny substancji stałych w masie świeżego betonu Figura : Wykres λtr dla dziesięciu próbek porowatego betonu względem zawartości CaCO3 mieszaniny substancji stałych w masie świeżego betonu Figura 6: Wykres skurczu /43 według RILEM dla dziesięciu próbek porowatego betonu względem zawartości CaCO3 mieszaniny substancji stałych w masie świeżego betonu [0016] Według wynalazku przewidziano zastosowanie strącanego węglanu wapnia (PCC) i/lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego jako domieszki przy wytwarzaniu zgodnego z wynalazkiem elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu. [0017] W przypadku PCC (strącany węglan wapnia, precipitated calcium carbonate) chodzi o syntetyczny lub wytwarzany syntetycznie węglan wapnia (CaCO3). PCC określa się również jako strącany lub wytrącany węglan wapnia. W odróżnieniu od tego w przypadku GCC (zmielony węglan wapnia, ground calcium carbonate) chodzi o zmielony węglan wapnia pochodzenia naturalnego, który określa się również jako mączkę wapienną (KSM). PCC wytwarza się drogą reakcji ditlenku węgla z mlekiem wapiennym lub zawiesiną wapna hydratyzowanego. Zawiesinę wapna hydratyzowanego wytwarza się albo przez gaszenie wapna palonego albo przez przeprowadzanie wodorotlenku wapnia w zawiesinę w wodzie. PCC wytwarza się przykładowo w instalacji do obróbki biogazu, podczas oddzielania CO2 z biogazu przez przemywanie zawiesiną wapna hydratyzowanego. W zależności od sposobu prowadzenia procesu można wytwarzać pięć różnych postaci. Głównie tworzy się skalenoedryczna (igiełkowa) postać krystaliczna kalcytu. Romboedryczne kryształy kalcytu stosowane są głównie jako materiał powłokowy lub wypełniacz do papieru. Amorficzny PCC można co prawda wytwarzać, ale nie ma on znaczenia technicznego. Ponadto PCC można wytwarzać w odmianach aragonit i wateryt (rzadko). Według wynalazku stosuje się korzystnie kalcytowy i/lub aragonitowy PCC. [0018] Strącany węglan wapniowo-magnezowy (CaMg(CO3)2) wytwarza się przez wprowadzanie gazu zawierającego CO2 do zawiesiny zawierającej gaszony dolomit. [0019] Zaletą strącanego węglanu wapnia lub strącanego węglanu wapniowomagnezowego jest to, że tak jak również naturalna mączka wapienna jest on chemicznie obojętny i odporny w warunkach autoklawowania. W związku z tym stosunek C/S pozostaje stały w przeciwieństwie do wypełniaczy krzemionkowych i unika się przesunięcia optymalnej równowagi faz, zwłaszcza tobermorytu 11 Å /CSH (I). Ponadto strącany węglan wapnia lub strącany węglan wapniowo-magnezowy może być wytwarzany w drobniejszym, węższym i bardziej jednolitym rozkładzie wielkości ziaren, niż mielony, naturalny węglan wapnia lub węglan wapniowo-magnezowy. [00] W ramach wynalazku stwierdzono, że zastosowanie strącanego węglanu wapnia lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego zamiast mączki wapiennej pochodzenia naturalnego prowadzi nieoczekiwanie do znacznie polepszonych właściwości elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu. W szczególności przewodność cieplna jest znacznie mniejsza w przypadku stosowania strącanego węglanu wapnia lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego. Przewodność cieplna zmniejsza się ponadto bardziej wraz ze wzrostem zawartości strącanego węglanu wapnia lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego niż w przypadku naturalnej mączki wapiennej. Korzystna przewodność cieplna wytworzonego zgodnie z wynalazkiem elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu wynosi λtr 0,08 [W/mK], korzystnie λtr 0,07 [W/mK], zwłaszcza λtr 0,071 [W/mK] zgodnie z DIN EN [0021] Poprawie ulegają również właściwości w kontekście skurczu. Dzięki zastosowaniu strącanego węglanu wapnia lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego skurcz jest

5 również znacznie mniejszy i maleje nieoczekiwanie wraz ze wzrastającą zawartością strącanego węglanu wapnia lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego również bardziej, niż w przypadku zastosowania naturalnej mączki wapiennej. W szczególności skurcz /43 według RILEM (oznaczany zgodnie z RILEM Recommended Practice, 1993) wynosi 0,2 do 0,4 [mm/m], korzystnie 0,2 do 0,40 [mm/m]. [0022] Liczba A maleje wraz ze wzrostem zawartości strącanego węglanu wapnia i/lub węglanu wapniowo-magnezowego, lecz nieoczekiwanie spadek w przypadku strącanego węglanu wapnia/węglanu wapniowo-magnezowego jest mniejszy niż w przypadku naturalnej, zmielonej mączki wapiennej. Oznacza to, że wytworzony zgodnie z wynalazkiem element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu zawierający strącany węglan wapnia i/lub węglan wapniowo-magnezowy ma znacznie mniejszą przewodność cieplną i mniejszy skurcz niż element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu z taka samą ilością naturalnej mączki wapiennej. Ponadto wyższa jest liczba A elementów kształtowych z porowatego lub spienionego betonu wytworzonych z użyciem strącanego węglanu wapnia i/lub węglanu wapniowo-magnezowego. Korzystnie, wytworzony zgodnie z wynalazkiem element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu ma przy tym gęstość objętościową w stanie suchym ρ0 od 7 do 00 [kg/m 3 ], korzystnie 90 do 30 [kg/m 3 ] zgodnie z DIN EN Liczba A wynosi korzystnie więcej niż 1300 [], zwłaszcza więcej niż 1700 [], szczególnie korzystnie więcej niż 00 []. [0023] W celu uzyskania pożądanych właściwości, stały szkielet użebrowany wytworzonego zgodnie z wynalazkiem elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu zawiera przy tym korzystnie 8 do 28% wag., zwłaszcza 13 do 18% wag. strącanego węglanu wapnia lub węglanu wapniowo-magnezowego, względem udziału substancji stałej w stałym szkielecie użebrowanym. Te same ilości obowiązują dla sumy PCC i strącanego węglanu wapniowo-magnezowego, jeżeli obecne są oba strącane węglany. Skład fazowy stałego szkieletu użebrowanego ustala się za pomocą rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej i wyznacza za pomocą metody Rietvelda. [0024] Ponadto w kontekście wynalazku stwierdzono, że strącany węglan wapnia lub węglan wapniowo-magnezowy stabilizuje świeże, porowate lub spienione mieszaniny betonu w przypadku dużych wartości woda/substancja stała (wartości w/f) poprzez zwiększenie lepkości. Znacznemu zmniejszeniu ulega sedymentacja i zapadanie się ze względu na ulatnianie się wodoru po spienianiu. Jednocześnie strącany węglan wapnia lub węglan wapniowo-magnezowy zwiększa wodożądność świeżej, porowatej lub spienionej mieszaniny betonu w porównaniu z naturalną mączką wapienną. W związku z tym w przypadku zastosowania strącanego węglanu wapnia lub węglanu wapniowo-magnezowego jako domieszki można pracować z wyższymi wartościami w/f. Zwiększa to udział porów w żelu. Ilość stosowanego aluminium można utrzymywać na stałym poziomie w przypadku odpowiednio dostosowanej ilości wody. [002] Strącany węglan wapnia (patrz Fig. 1) lub strącany węglan wapniowo-magnezowy składa się ponadto z pojedynczych cząstek 1 węglanu. Cząstkami 1 węglanu są nanocząstki o wielkości ziarna 00 nm, zwłaszcza 0 nm, szczególnie korzystnie 1 nm, oznaczanej metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Rozkład wielkości ziarna cząstek 1 węglanu wynosi korzystnie 2-0 nm, szczególnie korzystnie 40-1 nm. Im mniejsza jest wielkość ziarna, tym lepsze jest działanie wspierające cząstek 1 węglanu w stałym szkielecie użebrowanym. Korzystne jest w tym przypadku to, że strącany węglan wapnia i strącany węglan wapniowo-magnezowy może być wytwarzany z bardzo wąskim i jednolitym rozkładem wielkości ziaren i o wysokiej czystości oraz o wysokim stopniu białości. Poprzez rozkład wielkości ziaren cząstek 1 węglanu można dokładnie regulować i łatwo zmieniać właściwości porowatego lub spienionego materiału betonowego według wynalazku. Korzystne stopnie czystości podano poniżej:

6 Tabela 1: Korzystne składy strącanego węglanu wapnia w szczególności [% wag.] [% wag.] CaCO Fe2O3 0,12 0,08 Mn2O3 0,03 0,01 Tabela 2: Korzystne składy strącanego węglanu wapniowo-magnezowego korzystnie [% wag.] [% wag.] CaMg(CO3) Fe2O3 0,1 0, Mn2O3 0,03 0,01 1 [0026] Ponadto rolę odgrywa kształt cząstek 1 węglanu, zwłaszcza dla stabilizacji świeżych porowatych lub spienionych mieszanin betonu. Korzystny jest zwarty kształt ziarna cząstek 1 węglanu, zwłaszcza izometryczny kształt ziarna. Zaletą zwartego kształtu ziarna jest równomierne ułożenie cząstek bez jakiegokolwiek uprzywilejowanego kierunku. Oceny kształtu ziarna można dokonać przykładowo metodą skaningowej mikroskopii elektronowej w związku ze znanymi kryteriami granulometrycznymi, takimi jak stosunek długość/szerokość. Stosunek długość/szerokość wynosi korzystnie < 3, szczególnie korzystnie < 2. [0027] W badaniu wytworzono elementy kształtowe z porowatego betonu według konwencjonalnych sposobów wytwarzania z mączką wapienną i strącanym węglanem wapnia w różnych proporcjach wagowych i oznaczano liczbę A (z wytrzymałości na ściskanie określanej zgodnie z DIN EN i gęstości objętościowej w stanie suchym ρ0 określanej zgodnie z DIN EN ), przewodność cieplną λtr zgodnie z DIN EN i skurcz według RILEM. Ponadto za pomocą XRD analizowano skład fazowy stałego szkieletu użebrowanego. Badano łącznie dziesięć różnych składów mieszanin o 0,,, i 30% wag. mączki wapiennej (KSM) lub PCC, w każdym przypadku względem zawartości substancji stałych mas świeżego betonu: Tabela 3: Składy mas świeżego betonu Jednostka 0% % % % 30% Miara mieszaniny [m 3 ] Woda [kg/m 3 ] 360/ / / / /460 Sproszkowany piasek [kg/m 3 ] Cement [kg/m 3 ]

7 6 Jednostka 0% % % % 30% Biała mączka wapienna [kg/m 3 ] Anhydryt [kg/m 3 ] Mączka wapienna/pcc Suma substancji stałych Środek upłynniający Środek zmniejszający sedymentację Proszek aluminiowy [kg/m 3 ] [kg/m 3 ] [kg/m 3 ] 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 [kg/m 3 ] [kg/m 3 ] 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 1 2 [0028] Stosowana mączka wapienna (KSM) charakteryzowała się pozostałością na sicie wynoszącą 2% przy 90 µm (sito). Stosowanym PCC był PCC z oczyszczania biogazu. Po badaniu metodą SEM miał on wielkość ziarna < 0 nm. [0029] Z substancji stałych wytworzono w konwencjonalny sposób z wodą masę świeżego betonu. Wlano ją w konwencjonalny sposób do otwartej od góry formy odlewniczej i pozostawiono w niej do stężenia i spienienia. Następnie wyjęto z formy tak zwany surowy kęs porowatego betonu i pocięto go na pojedyncze surowe elementy kształtowe z porowatego betonu. Elementy kształtowe z porowatego betonu utwardzono następnie w autoklawie i następnie przebadano: Fig. 2 pokazuje ustalone składy fazowe stałego szkieletu użebrowanego poszczególnych elementów kształtowych z porowatego betonu. Można zauważyć, że składy fazowe elementów kształtowych z porowatego betonu z PCC nie różnią się od tych z odpowiednią ilością mączki wapiennej (KSM). [0030] Fig. 3 pokazuje refleksy dla tobermorytu (Tob (2) i Tob (222)) oraz kalcytu (CC (4)) z naturalnej mączki wapiennej (KSM) i PCC. Mierzono każdorazowo próbki o 30% wag. mączki wapiennej lub PCC. Można zauważyć, że refleksy dla tobermorytu są takie same dla obu próbek. Refleksy dla kalcytu różnią się jednak znacznie. Refleks dla kalcytu próbki z PCC ma znacznie większą intensywność i mniejszą szerokość połówkową. Ponadto jego położenie odpowiada syntetycznemu, strącanemu CaCO3 i leży zatem prawie obok wartości d dla kalcytu pochodzenia naturalnego. Zastosowanie PCC jest zatem możliwe do wykrycia w wytwarzanym elemencie kształtowym z porowatego betonu. [0031] Fig. 4 pokazuje liczby A obliczone ze zmierzonych wytrzymałości na ściskanie i gęstości objętościowych w stanie suchym ρ0 w zależności od zawartości CaCO3 (KSM lub PCC) dla mieszanin substancji stałych w masie świeżego betonu. Liczby A odpowiadających sobie próbek z mączką wapienną i PCC są zasadniczo w każdym przypadku takie same. Zarówno w przypadku użycia mączki wapiennej, jak też w przypadku użycia PCC liczba A zmniejsza się na równi ze wzrostem zawartości domieszki. [0032] Na Fig. przedstawiono zmierzone przewodności cieplne λtr w zależności od zawartości CaCO3 (KSM lub PCC) dla mieszanin substancji stałych w masie świeżego beto-

8 nu. Można wyraźnie zauważyć, że przewodności cieplne λtr próbek z PCC są znacznie mniejsze niż przewodności cieplne λtr próbek z odpowiednią zawartością mączki wapiennej. Ponadto przewodność cieplna λtr w przypadku próbek z PCC maleje wraz ze wzrostem zawartości CaCO3 znacznie bardziej niż w przypadku próbek z mączką wapienną. Jest to uwidocznione na podstawie regresji liniowej. [0033] Fig. 6 pokazuje zmierzone skurcze /43 według RILEM w zależności od zawartości CaCO3 (KSM lub PCC) dla mieszanin substancji stałych w masie świeżego betonu. Uwidacznia się tu ta sama tendencja, jak w przypadku przewodności cieplnej. Skurcz próbki z PCC jest w każdym przypadku znacznie mniejszy niż skurcz próbki o odpowiedniej zawartości mączki wapiennej. Ponadto skurcz próbek z PCC maleje wraz ze wzrostem zawartości CaCO3 znacznie bardziej niż w przypadku próbek z mączką wapienną. Jest to znów uwidocznione na podstawie regresji liniowej. [0034] Badania wykazują zatem zmniejszenie przewodności cieplnej oraz skurczu dzięki zastosowaniu PCC. Wytrzymałość na ściskanie zmniejsza się przy tym relatywnie mniej gwałtownie niż w przypadku zastosowania mączki wapiennej. Składające się z porowatego lub spienionego materiału betonowego według wynalazku zbrojone lub niezbrojone elementy kształtowe z porowatego lub spienionego betonu wykazują zatem doskonałe właściwości techniczno-budowlane. [003] Wytwarzanie elementów kształtowych z porowatego lub spienionego betonu może przy tym odbywać się w sposób konwencjonalny. Stosuje się jedynie PCC jako domieszkę. Ponieważ jest ona obojętna, więc nie ma ona wpływu na skład fazowy faz CSH. Zawartość strącanego węglanu wapnia i/lub węglanu wapniowo-magnezowego w mieszaninie do wytwarzania elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu wynosi zgodnie z wynalazkiem od do 30% wag., zwłaszcza od 1 do 2% wag. (względem suchej mieszaniny lub całego udziału substancji stałych w masie świeżego betonu). [0036] Korzystne jest również to, że zawiesinę powstającą podczas wytwarzania strącanego węglanu wapnia lub węglanu wapniowo-magnezowego można użyć bezpośrednio. Kosztowne suszenie nie jest wymagane. [0037] Jak już wspomniano, można za pomocą PCC i/lub strącanego węglanu wapniowomagnezowego ustawiać wysokie wartości woda/substancje stałe, gdyż PCC i/lub strącany węglan wapniowo-magnezowy stabilizuje odlew. W szczególności masy świeżego betonu do wytwarzania porowatego lub spienionego materiału betonowego według wynalazku charakteryzują się wartością woda/substancje stałe wynoszącą od 0, do 2,2, korzystnie od 1,0 do 2,1. Dzięki temu zwiększa się udział porów w żelu. [0038] Ponadto w kontekście wynalazku można oczywiście dodawać inne znane domieszki, takie jak np. mączkę z porowatego betonu i/lub mączkę wapienną, i/lub zwykłe dodatki, takie jak np. środki upłynniające i/lub przyspieszacze, i/lub ziarna kruszywa i/lub włókna. Korzystne jest dodawanie mączki z porowatego betonu, która została wytworzona z wytworzonego zgodnie z wynalazkiem porowatego lub spienionego materiału betonowego. [0039] W kontekście wynalazku mieści się również to, że w celu stabilizacji zawiesin ze strącanym węglanem dodaje się środki dyspergujące (np. polifosforany). Zastrzeżenia patentowe 4 1. Sposób wytwarzania hydrotermalnie utwardzanego elementu kształtowego z porowatego lub spienionego betonu, z hydrotermalnie utwardzanego porowatego lub spienionego materiału betonowego, zawierającego stały szkielet użebrowany, który otacza pory powstałe z piany lub wytworzone w procesie spieniania, przy czym stały szkielet użebrowany zawiera fazy hydratu krzemianu wapnia, mikropory i co najmniej jedną obojętną domieszkę, oraz przy czym stały szkielet użebrowany zawiera jako obojętną domieszkę strącany węglan wapnia i/lub strącany węglan wapniowo-magnezowy,

9 znamienny następującymi etapami sposobu a) wytwarzanie lejnej masy świeżego betonu zawierającej co najmniej jeden reagujący hydrotermalnie składnik zawierający CaO, co najmniej jeden reagujący hydrotermalnie składnik zawierający SiO2, jako domieszkę strącany węglan wapnia i/lub strącany węglan wapniowo-magnezowy, co najmniej jeden porofor lub uprzednio wytworzoną pianę, korzystnie składnik zawierający siarczan wapnia, oraz wodę, b) wlewanie masy świeżego betonu do formy odlewniczej, w której ewentualnie jest zawieszone zbrojenie, c) ewentualnie zawieszanie zbrojenia w formie odlewniczej, d) ewentualnie pozostawienie masy świeżego betonu do spienienia, e) pozostawienie masy świeżego betonu do stężenia w kęs porowatego lub spienionego betonu, f) cięcie kęsa porowatego lub spienionego betonu na pojedyncze elementy kształtowe z porowatego lub spienionego betonu, g) utwardzanie elementów kształtowych z porowatego lub spienionego betonu w autoklawie, wytwarza się masę świeżego betonu, która charakteryzuje się zawartością strącanego węglanu wapnia i/lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego jako domieszki wynoszącą od do 30% wag., korzystnie od 1 do 2% wag., względem udziału substancji stałej w masie świeżego betonu. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, wytwarza się masę świeżego betonu o wartości woda/substancja stała wynoszącej od 0, do 2,2, korzystnie od 1,0 do 2,1. 3. Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, stosuje się strącany węglan wapnia i/lub strącany węglan wapniowo-magnezowy z oczyszczania biogazu. 4. Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń, wytwarza się element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu, w którym całkowity udział węglanu w postaci strącanego węglanu wapnia i/lub strącanego węglanu wapniowo-magnezowego w stałym szkielecie użebrowanym wynosi od 8 do 28% wag., zwłaszcza od 13 do 18% wag., względem udziału substancji stałej w stałym szkielecie użebrowanym.. Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń, wytwarza się element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu, który ma przewodność cieplną λtr 0,08 [W/mK], korzystnie λtr 0,07 [W/mK], zwłaszcza λtr 0,071 [W/mK] zgodnie z DIN EN Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń, stosuje się strącany węglan wapnia z odmianą kalcytową i/lub aragonitową. 7. Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń, wytwarza się element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu, który ma skurcz /43 według RILEM od 0,2 do 0,4 [mm/m], korzystnie od 0,2 do 0,40 [mm/m]. 8. Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń,

10 9 1 wytwarza się element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu, który ma gęstość objętościową w stanie suchym ρ0 od 7 do 00 [kg/m 3 ], korzystnie od 90 do 30 [kg/m 3 ] zgodnie z DIN EN Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń, wytwarza się element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu, który charakteryzuje się liczbą A większą niż 1300 [], korzystnie większą niż 1700 [], szczególnie korzystnie większą niż 00 [].. Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń, stosuje się strącany węglan wapnia i/lub strącany węglan wapniowo-magnezowy, który składa się z pojedynczych cząstek (1) węglanu, które charakteryzują się korzystnie wielkością ziarna 00 nm, korzystnie 0 nm, szczególnie korzystnie 1 nm, oznaczoną za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. 11. Sposób według zastrzeżenia, stosuje się cząstki (1) węglanu charakteryzujące się rozkładem wielkości ziaren wynoszącym 2-0 nm, korzystnie 40-1 nm. 12. Sposób według jednego z poprzednich zastrzeżeń wytwarza się niezbrojony element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu lub element kształtowy z porowatego lub spienionego betonu zawierający zbrojenie.

11

12 11

13 12

14 13

15 14

16 1