Schütt- und einblasbarer Dämmstoff, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen schütt- und einblasbaren Dämmstoff, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dämmstoffs sowie eine Verwendung des Dämmstoffs, insbesondere zur sog. Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk.

[0002] Gerade bei der Kerndämmung sind besondere Anforderungen hinsichtlich der Feuchtigkeitsresistenz und der Wärmeleitfähigkeit zu erfüllen. Da bei starker Bewitterung, beispielsweise Schlagregen, des äußeren Mauerwerks, meist Verblendmauerwerk, Feuchtigkeit in den Hohlraum durchtreten kann, sollte das schütt- und einblasfähige Dämmmaterial vollständig feuchtigkeitsresistent und bevorzugt hydrophob ausgebildet sein. Ferner weist die Hohlschicht meist lediglich eine Stärke von 5 bis 8 cm auf, selten bis 10 cm, so dass eine möglichst niedrige Wärmeleitgruppe des Dämmstoffes zu fordern ist.

[0003] Bekannt sind daher schütt- und einblasbare Dämmstoffe zur Kerndämmung aus aufgeblähten Tonkügelchen (Markenname Perlite) oder aus mineralischem Silikatleichtschaum in feiner Körnung (Markenname SLS 20). Diese Dämmstoffe weisen eine Körnung von ca. 1 bis 6 mm auf und können bei Neubauten von oben manuell in den Hohlraum, beispielsweise in die Hohlschicht einer zweischaligen Mauer hineingeschüttet werden. Bei Altbausanierungen werden von außen Einblasöffnungen erstellt und der Dämmstoff maschinell im Einblasverfahren eingebracht. Zum Einblasen sind entsprechende Verblasmaschinen im Stand der Technik bekannt.

[0004] Ferner sind Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol bekannt. Bei der Herstellung derartiger Platten wird zunächst Polystyrol zu kleinen Kügelchen bzw. Perlen, einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat, vorexpandiert und dann in der gewünschten Plattenform endexpandiert. Derartige Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol, auch bekannt unter dem Markennamen Styropor, weisen zwar eine relativ niedrige Wärmeleitgruppe von 035 auf, sind jedoch als Plattenware nicht für ein nachträgliches Einbringen in Hohlräume, insbesondere als Kerndämmung, geeignet.

[0005] Ferner wurden in der Fachwelt Versuche unternommen, EPS-Perlen, also noch nicht zu Dämmplatten endexpandierte Polystyrol-Partikelschaum-Granulat als Schüttdämmstoff zu verwenden. Dabei stellte die Fachwelt jedoch fest, dass lose EPS-Perlen als Schüttung nur eine relativ schlechte Wärmeleitklasse von 045 bis 070 erreicht. Ferner ist eine Schüttung aus EPS-Perlen kritisch hinsichtlich ihres Setzungsverhaltens. Eine lose Schüttung aus EPS-Perlen kann durch Erschütterungen erheblich in sich zusammenrutschen. Es ist daher schwer, insbesondere bei vertikal orientierten Hohlräumen, wie bei der Kerndämmung, eine vollständige Füllung des Hohlraumes sicherzustellen.

[0006] Weiter ist aus der Druckschrift EP 0 732 357 A1 ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Polystyrol-Partikel-Schaumstoffen und mit einem Flammschutzmittel beschichteten und zerkleinerten Polystyrol-Schaumstoff-Recyclat bekannt. Aus diesem Dokument ist ein Schütt- und einblasbarer Dämmstoff bekannt, der aus einem Gemisch von Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und Polystyrol-Partikelschaum-Recyclat besteht. Das Granulat hat beispielsweise eine durchschnittliche, Korngröße von 3 mm. Das Recyclat hat beispielsweise eine durchschnittliche, Korngröße von 2 bis 4mm. Das Gemisch enthält einen Gewichtsanteil von bis zu 70%, vorzugsweise bis zu 50% Recyclat. Hierbei wird das zerkleinerte Polystyrol-Schaumstoff-Recyclat mit einem Flammschutzmittel beschichtet. Das so beschichtete und zerkleinerte Polystyrol-Schaumstoff-Recyclat wird mit frisch hergestelltem, einfach vorgeschäumten Polystyrolpartikeln gemischt und anschließend in entsprechenden Formwerkzeugen zu Formkörpern verarbeitet.

[0007] Die Druckschrift DE 44 02 912 A1 offenbart ein mit Fasern verstärktes und wärmedämmendes Konstruktionsteil, das hauptsächlich aus Granulat, Fasern und Bindemitteln besteht. Das Granulat kann expandiertes Polystyrol aus frischer Prduktion sein oder auch aus Polystyrol-Abfallresten entnommen werden. Das Konstruktionsteil ist hierbei ein festes Formteil, welches durch entsprechende Bindemittel zusammengahlten wird.

[0008] Die Druckschrift DE 195 09 458 A1 offenbart ein Gemsich aus geschäumten Polystyrol oder Polystyrol-Kugel-Partikeln und einer Zellstofffaser. Das Polystyrol kann neu sein oder aber über einen Recyclingprozess wiederverwendet werden.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schütt- und einblasbaren Dämmstoff auf Basis von expandiertem Polystyrol sowie ein Herstellungsverfahren und Verwendung dafür anzugeben. Dabei soll diese Entwicklung für eine Kemdämmung geeignet sein und eine dauerhaft gute Wärmedämmung erzielen.

[0010] Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Dämmstoff gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 7 und einer Verwendung nach Anspruch 8.

[0011] Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch Vermischen der EPS-Perlen mit Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl sowohl das Setzungsverhalten wie auch die Wärmedämmung verbessert werden. Unter EPS-Perlen sind endexpandierte Polystyrol-Kügelchen, also Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu verstehen. Einfach expandierte (vorexpandierte) Polystyrol-Kügelchen werden als Rohstoff zur Herstellung von EPS-Platten gehandelt. Diese Kügelchen werden in Formen eingebracht und durch das Endexpandieren in Plattenverbund gebracht. Für die erfindungsgemäße Verwendung der EPS-Perlen als schütt- und einblasbarer Dämmstoff werden bevorzugt zweifach expandierte Polystyrol-Kügelchen als EPS-Perlenbestandteil des Gemisches verwendet.

[0012] Das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl entsteht bei der Bearbeitung von EPS-Platten durch Fräsgeräte und weist im Gegensatz zur Kugelform der EPS-Perlen eine flächige, spanähnliche Form mit einer Korngröße bis 4 mm auf. Überraschend zeigte sich, dass Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl, das bisher beispielsweise als Zuschlagstoff für das Herstellen von Gasbetonsteinen etc. quasi als Abfallprodukt angesehen ist, auch direkt als schütt- und/oder einblasbarer Dämmstoff verwendet werden kann. Bevorzugt ist jedoch eine Vermischung der Bestandteile Polystyrol-Partikelschaum-Granulat mit -Fräsmehl.

[0013] Durch intensives Vermischen der beiden Bestandteile EPS-Perlen und Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl wird ein innerer Verbund des in einen Hohlraum eingeschütteten oder eingeblasenen Dämmstoffs erreicht, so dass eine nachträgliche Setzung des Dämmstoffs durch Erschütterungen nicht auftritt und eine Wärmeleitfähigkeit von unter 0,035 W/(m·K), entsprechend Wärmeleitgruppe 035 erreicht wird.

[0014] Wenn die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Granulats 4 mm bis 8 mm und die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls 0,1 mm bis 2 mm betragen, werden die Partikelgrößen der kugelförmigen EPS-Perlen-Fraktion und der spanförmigen Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl-Fraktion so aufeinander abgestimmt, dass eine Wärmeleitfähigkeit von 0,033 W/(m·K) erreicht werden kann, wie Messungen an einem Versuchsaufbau gezeigt haben.

[0015] Dadurch, dass das Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und/oder das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl ein spezifisches Gewicht von 13 kg/m³ bis 26 kg/m³ haben, wird die im Dämmstoff vorhandene Materialmasse in Verbindung mit den expandierten Bläschen im Material so abgestimmt, dass bei möglichst geringem Materialeinsatz eine ausreichende Festigkeit vorliegt. Bevorzugt beträgt das spezifische Gewicht der EPS-Perlen und/oder des Polystyrol-Partikelschaum Fräsmehls 21 bis 23 kg/m³.

[0016] Wenn das Gemisch einen Volumenanteil von 40 % bis 70 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat enthält, wird eine gute Dämmung bei sehr geringem Setzungsverhalten erreicht. Bevorzugt enthält das Gemisch einen Volumenanteil von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat.

[0017] Dadurch, dass dem Gemisch Graphitstaub zugemischt ist, wird das spezifische Gewicht des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls reduziert und der Dämmwert noch geringfügig verbessert. Insbesondere enthält das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl einen Volumenanteil von ca. 60 bis 70 % des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls mit Graphitstaub. EPS-Material mit Graphitstaub wird beispielsweise unter dem Markennamen Neopor der BASF AG angeboten.

[0018] Verfahrensgemäß wird der Dämmstoff wie folgt hergestellt: Aufschäumen von Polystyrol zu einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat auf eine Dichte von 21 kg/m³ bis 23 kg/m³; Zerkleinern von Polystyrol-Partikelschaum-Regenerat zu Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm; Mischen der beiden hergestellten Fraktionen in einem Volumenverhältnis von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu ca. 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl. Beim Aufschäumen von Polystyrol wird dabei durch geeignete Maßnahmen eine Dichte des entstehenden Polystyrol-Partikelschaum-Granulats von 21 kg/m³ bis 23 kg/m³ erzielt. Die bei der Konfektionierung und Bearbeitung von Polystyrolschaumplatten und dergleichen entstehenden Späne und Abfälle, das sog. Regenerat, wird in einer geeigneten Zerkleinerungsmaschine zu einer einheitlichen Korngröße von bis zu 2 mm zerkleinert. Partikel mit einer Korngröße von < 0,1 mm werden durch geeignete Maßnahmen aus dem Fräsmehl entfernt, um eine übermäßige Staubbelastung beim Handhaben des Dämmstoffgemisches zu vermeiden.

[0019] Nachfolgend werden die beiden gesondert hergestellten Fraktionen in dem angegebenen Volumenverhältnis intensiv vermischt. Der so entstandene schütt-und einblasbare Dämmstoff kann nun geeignet verpackt und zur Baustelle geliefert werden. Beispielsweise kann der fertig hergestellte Dämmstoff in sog. Big-Bags mit einem Füllvolumen von 800 I gefüllt werden.

[0020] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand eines Versuchsaufbaus beschrieben.

[0021] Für einen Versuchsaufbau wurden EPS-Perlen zweifach-endexpandiert auf eine kugelförmige Größe von ca. 2 mm bis 6 mm mit einem Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls mit einer flächigen spanähnlichen Partikelgröße von 0,5 bis 4 mm intensiv vermischt. Dabei wird ein Mischungsverhältnis von 60 Vol.-% Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl eingehalten. Dieses Gemisch wurde in einem vertikal orientierten, scheibenförmigen Hohlraum mit einer Stärke der damit erzeugten Dämmstoffschicht von 6 cm eingefüllt. Ferner kann auch das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl allein als schütt- und einblasbarer Dämmstoff verwendet werden, wobei überraschenderweise ebenfalls eine gute Wärmeleitklasse von 0,45 bis 0,40 erreicht werden kann.

[0022] Dieser Versuchsaufbau simuliert somit ein zweischaliges Mauerwerk, bei der eine Kerndämmung eingebracht wird. Nachfolgend wurde der Wärmeübertrag normal zur Dämmschicht gemessen und daraus eine Wärmeleitfähigkeit des Gemisches aus EPS-Perlen und Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl von 0,033 W/(m-K) ermittelt.

[0023] Ferner zeigte sich, dass in die Dämmschicht eingebrachte Feuchtigkeit die Wärmeleitfähigkeit der Dämmschicht kaum erhöhte. Zudem zeigte sich, dass überraschenderweise auch das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl in ihrer spanförmigen Ausbildung hydrophob wirkt, also Feuchtigkeit nicht aufnimmt.

[0024] Insgesamt wird somit durch die Mischung von EPS-Perlen und Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl ein erheblich höheres Wärmedämmverhalten mit einer Wärmeleitklasse 035 oder besser bei gleichzeitiger Feuchtigkeitsresistenz erreicht. Da sowohl die EPS-Perlen wie auch Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl kostengünstig am Markt angeboten werden, kann der erfindungsgemäße Dämmstoff zu konkurrenzfähigen Preisen gehandelt werden. Da auch bei einer nachträglichen Kerndämmung die Arbeitskosten relativ niedrig sind, amortisiert sich auch bei bestehenden Gebäuden eine nachträglich eingebrachte Kerndämmung binnen kurzer Zeit.

Ansprüche

1. Schütt- und einblasbarer Dämmstoff, insbesondere zur Kemdämmung von zweischaligem Mauerwerk, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmstoff aus einem Gemisch von Polystyrol-Partikelschaum-Granulat der Korngröße 2 mm bis 10 mm und Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer flächigen, spanähnlichen Form einer Korngröße bis 4 mm besteht und das Gemisch einen Volumenanteil von 40 % bis 70 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat enthält.

2. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Granulats 4 mm bis 8 mm und die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls 0,1 mm bis 2 mm betragen.

3. Dämmstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und/oder das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl ein spezifisches Gewicht von 13 kg/m³ bis 26 kg/m³ haben.

4. Dämmstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gewicht des Polystyrol-Partikelschaum-Granulats und/oder des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls 21 bis 23 kg/m³ beträgt.

5. Dämmstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch einen Volumenanteil von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat enthält.

6. Dämmstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch Graphitstaub zugemischt ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Dämmstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Aufschäumen von Polystyrol zu einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat auf eine Dichte von 21 kg/m³ bis 23 kg/m³;

- Zerkleinern von Polystyrol-Partikelschaum-Regenerat zu Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm;

- Mischen der beiden hergestellten Fraktionen in einem Volumenverhältnis von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu ca. 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl.

8. Verwendung von Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer flächigen, spanähnlichen Form als schütt- und einblasbarer Dämmstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk.

Claims

1. An insulating material capable of being poured and injected, in particular for the core insulation of double-wall masonry, characterized in that the insulating material consists of a mixture of polystyrene / particle-foam granulate of a particle size of from 2 mm to 10 mm and polystyrene / particle-foam cutting powder with a flat, chip-like shape of a particle size of up to 4 mm, and the mixture contains a proportion by volume of from 40 % to 70 % of polystyrene / particle-foam granulate.

2. An insulating material according to Claim 1, characterized in that the particle size of the polystyrene / particle-foam granulate amounts to from 4 mm to 8 mm and the particle size of the polystyrene / particle-foam cutting powder amounts to from 0·1 mm to 2 mm.

3. An insulating material according to Claim 1 or 2, characterized in that the polystyrene / particle-foam granulate and/or the polystyrene / particle-foam cutting powder has or have a specific weight of from 13 kg/m³ to 26 kg/m³.

4. An insulating material according to Claim 3, characterized in that the specific weight of the polystyrene / particle-foam granulate and/or the polystyrene / particle-foam cutting powder amounts to from 21 to 23 kg/m³.

5. An insulating material according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the mixture has a proportion by volume of approximately 60 % of polystyrene / particle-foam granulate.

6. An insulating material according to any one of the preceding Claims, characterized in that graphite dust is mixed in with the mixture.

7. A method of producing an insulating material according to any one of Claims 1 to 6, characterized by the steps:

- foaming polystyrene to form a polystyrene / particle-foam granulate at a density of from 21 kg/m³ to 23 kg/m³,

- comminuting polystyrene / particle-foam regenerated material to form polystyrene / particle-foam cutting powder with a particle size of from 0·1 to 2 mm,

- mixing the two fractions which are produced in a ratio by volume of approximately 60 % of polystyrene / particle-foam granulate to approximately 40 % of polystyrene / particle-foam cutting powder.

8. Use of polystyrene / particle-foam cutting powder with a flat, chip-like shape as an insulating material capable of being poured and injected, according to any one of Claims 1 to 6, in particular for the core insulation of double-wall masonry.

Revendications

1. Matériau isolant apte à être versé et insufflé, en particulier pour l'isolation de l'âme d'un élément de maçonnerie à deux panneaux, caractérisé en ce que le matériau isolant est formé par un mélange de granulés de mousse de particules de polystyrène avec une granulométrie comprise entre 2 et 10 mm et d'une poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène avec une forme plate de type copeaux ayant une granulométrie jusqu'à 4 mm, et le mélange contient une teneur en volume comprise entre 40 % et 70 % de granulés de mousse de particules de polystyrène.

2. Matériau isolant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la granulométrie des granulés de mousse de particules de polystyrène est comprise entre 4 mm et 8 mm et la granulométrie de la poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène est comprise entre 0,1 mm et 2 mm.

3. Matériau isolant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les granulés de mousse de particules de polystyrène et/ou la poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène ont un poids spécifique compris entre 13 kg/m³ et 26 kg/m³.

4. Matériau isolant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le poids spécifique des granulés de mousse de particules de polystyrène et/ou de la poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène est compris entre 21 et 23 kg/m³.

5. Matériau isolant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mélange contient une teneur en volume de 60 % environ de granulés de mousse de particules de polystyrène.

6. Matériau isolant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que de la poussière de graphite est ajoutée au mélange.

7. Procédé de fabrication d'un matériau isolant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par les étapes :

- expansion du polystyrène pour obtenir des granulés de mousse de particules de polystyrène avec une densité comprise entre 21 kg/m³ et 23 kg/m³ ;

- broyage du produit régénéré de mousse de particules de polystyrène pour obtenir une poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène avec une granulométrie comprise entre 0,1 et 2 mm ;

- mélange des deux fractions réalisées selon un rapport de volume de 60 % environ de granulés de mousse de particules de polystyrène et 40 % environ de poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène.

8. Utilisation de la poudre de fraisage de mousse de particules de polystyrène avec une forme plate de type copeaux en tant que matériau isolant apte à être versé et insufflé selon l'une des revendications 1 à 6, en particulier pour l'isolation de l'âme d'éléments de maçonnerie à deux panneaux.