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Thermische Isolierschicht
Die Erfindung betrifft eine thermische Isolierschicht, insbesondere für Dachisolierplatten, mit einer Wärmeleitfähigkeit von vorzugsweise etwa 0, 05 kcal/hm C bei 24 C, welche Schicht im wesentlichen aus thermoplastischem Bitumen und darin eingebetteten im wesentlichen kugeligen
Glaspartikeln, die vielzellig und nach aussen geschlossen sind, besteht.
Ein thermisch isoliert aufgebautes Dach enthält eine an die Dachtragdecke festhaftend angebrachte Lage einer Wärmeisolierung und einige Lagen oder Schichten Dachpappe, die auf die obere
Fläche der Wärmeisolierung aufgeklebt sind. Das übliche Befestigungsmaterial, welches zum Kleben der Dachpappen auf die Wärmeisolierung und zur Befestigung der Wärmeisolierung auf die Dachtragdecke verwendet wird, ist ein durch Hitze flüssig werdendes Material, wie Pech oder Asphalt, das auf eine Temperatur von etwa 200 C erhitzt wurde.
Die Dachtragdecken können aus Stahldecke, Holzplanken, vorgegossenen bewehrten Platten oder einer gegossenen bewehrten Decke hergestellt sein. Die in den meisten Dachaufbauten verwendete Wärmeisolierung besitzt Längsplatten oder feste Bretter, die an der Dachdecke nebeneinanderliegend befestigt sind. Die üblichen Isoliertafeln sind porös und gewöhnlich aus Zellulosefasern, Glasfasern, Gips od. dgl. hergestellt. Die Isoliertafeln sind in parallelen Reihen angeordnet, wobei die Fugen benachbarter aneinanderstossender Tafeln zwischen den parallelen Reihen gewöhnlich versetzt sind. Wenn zusätzliche Wärmeisolierung erwünscht ist, werden einige Lagen der Isoliertafeln angewendet.
Gewöhnlich ist die obere Fläche der Bodenlage mit heissem Pech oder Asphalt bestrichen und die zweite Lage der Isoliertafeln darauf parallel zum Verlauf der ersten Lage fixiert, wobei die Fugen der zweiten Lage gewöhnlich in Abstand von den Fugen der ersten Lage der Isoliertafeln liegen.
Ein Anstrich aus heissem bituminösem Haftmaterial wird auf die obere Fläche der Isoliertafeln gespritzt und Dachpappen werden durch heisses bituminöses Haftmaterial an der oberen Fläche fest angeschlossen. Die Anbringung des bituminösen Haftmaterials und der Dachpappen wird wiederholt, bis auf der oberen Fläche der Isoliertafeln eine Mehrzahl von wechselweise übereinanderliegenden Schichten aus bituminösem Haftmaterial und Dachpappen angeordnet ist. Die wechselweise übereinanderliegenden Schichten aus bituminösem Material und Dachpappe bilden die wasserdichte Schicht für die Dachfläche.
Gewöhnlich wird auf die obere Fläche der oberen Dachpappe eine Schichte aus bituminösem Material aufgebracht und in diese letzte Lage aus bituminösem Material werden grobe Teilchen von Schlacke oder Kies eingebettet, um das Bitumen vor übermässigem Aussetzen durch Sonnenlicht oder andere zerstörende Elemente zu schützen.
Es gibt eine wesentliche Anzahl von Schwierigkeiten und Problemen, welche bei einem Dachaufbau auftreten, der die üblichen Materialien wie Isolierplatten, hergestellt aus porösem Material wie Zellulosefasern, Glas, Gips, und bestimmte zellenartige organische Materialien, wie Polystyrol u. dgl., enthält.
Eines der Probleme, dem man bei den in einem isolierten Dachaufbau verwendeten porösen Isoliertafeln begegnet, ist die Absorption des durch Hitze flüssig werdenden bituminösen Materials durch die Isolierplatten. Das bituminöse Material wird auf eine Temperatur von etwa 200 C erhitzt und im halbflüssigen Zustand durch Aufstreichen auf die obere Fläche der Decke als Haftmittel für die porösen Isoliertafeln und auf die obere Fläche der Isoliertafeln als Haftmittel für die erste Lage der
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Dachpappe angewendet. Das durch Hitze flüssig werdende bituminöse Material wird die poröse
Isolierung absorbiert, so dass einige Aufstriche erforderlich sind, um für die Dachpappe eine ausreichende Haftschicht zu schaffen.
Die Absorption des durch Hitze flüssig werdenden bituminösen
Materials durch die Isoliertafeln erhöht die Wärmeleitfähigkeit derselben und reduziert die allgemeinen
Isoliermerkmale des Dachaufbaues.
Eine andere Schwierigkeit, welcher die Verwendung üblicher Isoliertafeln begegnet, ist die
Unfähigkeit der Isoliertafeln sich unregelmässigen Flächen der Dachdecke anzupassen, wodurch die relativ starren Isoliertafeln brechen oder dort wo sich die Tafel über einer unebenen Stelle biegt, verbindungslose Stellen entstehen, in Wirklichkeit aber der Dachkontur nicht folgt. Die Dachdecke, an welcher die Isoliertafeln fest angeschlossen sind, ist selten eine ebene Fläche ohne Vertiefungen, Ungleichförmigkeiten oder sogar scharfen örtlichen Erhebungen.
Beim Zusammenbau der
Dachkonstruktion ist es auch erforderlich, dort, wo verhältnismässig starre Isoliertafeln verwendet werden, eine Oberfläche vorzusehen, welche frei von kleinen Gegenständen wie Teilen von
Zuschlagstoffen od. dgl. ist, welche die Isolierplatten hindern an der Oberfläche der Dachtragdecke flach aufzuliegen.
Eines der Hauptprobleme, denen man bei einem Dachaufbau begegnet, ist die Feuchtigkeit zwischen der Dachdecke und den Dachpappen. Die Dachpappenlagen bilden über der Wärmeisolation eine dampf-und wasserdichte Haut. Das Wasser, welches sich unter der Dachhaut fängt, verdampft bei den sich während des Sommerwetters entwickelnden höheren Temperaturen und dehnt sich in einem
Masse aus, dass Drücke zwischen 0, 15 und 0, 25 kg/cm2 entstehen, soferne nicht weit verteilte und überwachte Auslässe vorgesehen sind. Die üblichen wärmeisolierenden Tafeln aus Zellulosefasern, Gips u. dgl. sind nicht genügend poröse Materialien und haben keine untereinander verbundene Luftwege zum
Verteilen der durch Feuchtigkeit an örtlichen Stellen geschaffenen Drücke.
Wo Schaumstoffisolier- platten verwendet werden, gibt es, wenn überhaupt, so nur eine geringe Diffusion der Feuchtigkeit hindurch, so dass Feuchtigkeit auf verhältnismässig kleinen begrenzten Flächen verbleibt. Die lokalisierten Dampfdrücke, welche durch die sich ausdehnende Feuchtigkeit hervorgerufen werden, beschädigt oft die Dachmaterialien, indem sie die Bildung von Blasen in den Dachpappen bewirken, die gegebenenfalls platzen und öffnungen in der wasserdichten Haut bilden, durch welche Wasser eintreten und von den Isoliertafeln absorbiert werden. Die wassergedränkte Isolierung ist hierauf den zyklischen Gefrier-Tau-Bedingungen während der Wintermonate unterworfen.
Während der Gefrierperiode dehnt sich das Wasser gerade vor dem Einfrieren aus und kann enormen örtlichen Druck entwickeln, welcher leicht die Zellen des zellenförmigen Materials sprengt. Dieser Mangel wird allgemein als
Frost-Tau-Schaden bezeichnet. Unter diesen Bedingungen verderben die Isolierplatten rasch und werden für den ihnen zugedachten Zweck wirkungslos.
Ein anderes ernstes Problem bei isolierenden Dächern entsteht, wenn übliche Isolierungen als
Blöcke oder Platten in ihrer endgültigen Grösse angewendet werden. Diese Stücke haben im allgemeinen eine Grösse von etwa 0, 6 X 1, 2 m, welche Grenze wegen leichter Handhabung gesetzt ist. Die verhältnismässig kleine Grösse (im Vergleich zur Grösse des Daches) bedeutet, dass auf einem normalen
Dach viele Fugen auftreten. Erzeugungstoleranzen, Unregelmässigkeiten der Dachkonstruktion und viele andere praktische Einzelheiten beschränken den kleinsten Zwischenraum zwischen Dachisolierteilen auf durchschnittlich etwa 1, 5 mm. Auf diese Weise werden in einem 30 m langen Dach 20 bis 50 Fugen mit einem Gesamtspalt von 38 bis 76 mm sein.
Die Dachpappen, die Isolierung und die Dachdecke haben nicht den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und da die Dachpappen heiss und kalt werden, sich ausdehnen und schrumpfen, veranlassen sie die unter ihnen liegenden Blöcke dazu, sich leicht zu verschieben. Die Erfahrung bei vielen Dächern hat gezeigt, dass, wenn die Blöcke nicht tatsächlich aneinander haften, diese Verschiebung 6, 3 bis 25, 4 mm grosse Spalte, in der unter den Dachpappen liegenden Dachisolierung hervorrufen. Nun, wenn sich die Dachpappen und die Deckenträger zu verschiedenen Zeiten ausdehnen und schrumpfen, bilden sich Falten in den Dachpappen. Wieder entsteht an diesen Falten eine Bitumendrainage und wie oben erläutert, verwettern die Dachpappen an diesen Punkten und in einem oder zwei Jahren entstehen undichte Stellen.
Diese lassen Wasser zur
Isolierung durch und es entstehen nun, wie oben erläutert, grössere Störungen.
Scharfe Falten werden in den Dachpappen auch gebildet, da die Dachpappen unter den periodischen Wetterbedingungen schrumpfen und sich ausdehnen. Die Dachpappen sind am
Isoliermaterial durch einen Bitumenanstrich fix befestigt und das derzeit bekannte Isoliermaterial ist starr und nicht einem Verformungsverlauf unterworfen. Die üblichen Dachpappen sind aus losen miteinander verflochtenen und in einem bituminösen Material eingebetteten Fasern gebildet. Wenn die oberen Pappen auf einem in üblicher Weise thermisch isolierten Dach kaltem Wetter ausgesetzt sind,
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schwinden oder schrumpfen sie und die verflochtenen Fasern werden in der Pappe unter Spannung gesetzt. Wenn die Fasern in ein Bitumen eingebettet werden, welches eine hochviskose Flüssigkeit ist, mildern die Pappen die Zugspannungen durch relative Gleitbewegung der Fasern untereinander.
Dies tritt gewöhnlich an örtlich begrenzten Stellen und an jenen Stellen auf, an denen die Pappen gedehnt oder zusammengeschrumpft sind. Wenn die Pappen daraufhin warmem Wetter ausgesetzt werden, dehnen sie sich wieder aus und trachten ihre früheren Dimensionen zu erreichen.
Infolge der willkürlichen Anordnung der Fasern in den Pappen und der relativen Flexibilität der
Fasern, kennen oder orientieren sich die Fasern nicht in ihre ursprüngliche Lage zurück und der gedehnte Teil der Pappe schrumpft nicht in seine ursprüngliche Dimension. Anstatt dessen bewirken die auf die Pappen ausgeübten Ausdehnungskräfte ein Abheben der Pappen von der Isolierung an Stellen, wo sich die Pappen gedehnt und die Fasern sich zueinander relativ bewegt haben. Das Abheben der
Pappen bewirkt scharfe Falten an jeder Stelle. Wenn die Pappen neuerlich dem kalten Wetter ausgesetzt werden wiederholt sich das Schwinden oder Schrumpfen der Pappen und man würde normalerweise erwarten, dass sich die Falten glätten.
Statt dessen zeigt jedoch die Erfahrung, dass sich die Pappen an andern Stellen dehnen und während der nächsten Warmwetterperiode zusätzliche Falten verursachen.
Es wurde ein Verfahren vorgeschlagen, gemäss welchem expandierte oder wurmstichige Erze, die offene Zellen aufweisen, mit einem erhitzten bituminösem Material gemischt wurden, um eine Schicht thermischer Isolierung auf einer Dachtragdecke zu bilden. Mit diesem Verfahren begegnet man jedoch einer Schwierigkeit in den perlitischen oder wurmstichigen Erzen mit offenen Zellen, welche das erhitzte bituminöse Material absorbieren und dabei die thermische Leitfähigkeit erhöhend die isolierende Wirksamkeit der perlitischen oder wurmstichigen Erze mit offenen Zellen reduzieren und eine wesentliche Menge von erhitztem bituminösem Material erfordern, wobei sie die Kosten dieser Art von isolierten Dächern erhöhen.
Die Wärmeleitfähigkeit einer wärmeisolierenden Lage aus expandiertem perlitischem oder wurmstichigem Erz mit einem bituminösen Material ist in der Grössenordnung von 0, 1 bis 0, 125 kcal/hm C bei einer mittleren Temperatur von etwa 27 C.
Ein verschäumter oder zellenförmiger Asphalt, der vorwiegend geschlossene Zellen aber mit nachprüfbaren, begrenzten und gleichmässig verteilten untereinander verbundenen dazwischenliegenden Durchgängen hat, würde alle zuvor erwähnten Probleme in einem Dachaufbau lösen. Der zellenförmige Asphalt würde den unregelmässigen Oberflächen, wenn sie durch das heisse bituminöse Haftmittel erhitzt werden, folgen und die untereinander verbundenen Durchgänge würden die Bildung von Druck verhindern, da sich Wasser in Wasserdampf umwandelt, und so Blasen in den übereinanderliegenden Dachpappen beseitigen.
Der Schaumasphalt würde auch als noch viskose Schicht wirken, die selbsttätig die Scherfläche begrenzen würde, welche durch die Bewegung der Dachdecke oder die unterschiedliche Ausdehnung zwischen der Dachdecke und den Dachpappen hervorgerufen wird, welche Ausdehnung auf den Pappen auf eine Fläche verdrängt werden kann, die geringer ist, als jene die erforderlich ist, um in den Pappen Falten zu bilden, oder die Pappen aus irgend einem andern Grund abzuheben. Hinzu kommt, dass die leichte Nachgiebigkeit des Asphalts ausreichend ist, um die Ausdehnung des Wassers aufzunehmen, da Wasser auf seinem Weg zum Gefrieren von 4 bis 0 C geht. Demnach ist der sogenannte"Gefrier-Tau-Schaden"vermieden.
Der zellenförmige Asphalt würde eine geeignete Wärmeleitfähigkeit haben und verhältnismässig leicht im Gewicht sein. Die USA-Patentschrift Nr. 1, 874, 674 beschreibt eine Isoliertafel für ein Dach, die aus Asphalt hergestellt ist und einen Schmelzpunkt von etwa 1040C hat. Dem Asphalt wird dadurch Zellenform gegeben, dass dem erhitzten Asphalt Natriumsilikat in flüssiger Form zugesetzt wird. Eine Isolierplatte, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 1, 874, 674 beschrieben ist, hat einige Nachteile. Es ist wohl bekannt, dass bei erhöhten Temperaturen zellenförmiger Asphalt oder bituminöser Stoff erweicht und schmilzt und der zellenförmige Aufbau in einer Art zusammenfallen würde, die ähnlich ist, wie wenn organische Schaumstoffe einer erhöhten Temperatur unterworfen werden.
Hinzu kommt, dass es praktisch unmöglich ist, Grösse, Anzahl und Verteilung der untereinander verbundenen Hohlräume zu einem optimalen Wert zu steuern. Es wurde überraschend gefunden, dass die tieferstehend beschriebene thermische Dachisolation die gewünschten Eigenschaften des zellenförmigen Asphaltes hat und die zellenförmige Struktur der Wärmeisolation nicht dem Zusammenfallen bei erhöhten Temperaturen unterliegt. Ausserdem sind Grösse, Verteilung und Anzahl von untereinander verbundenen Hohlräumen tatsächlich erfasst.
Die Wärmeisolierung erhält zellenförmige, mit geschlossenen Zellen ausgestattete Klümpchen, die von einer dünnen Lage eines bituminösen Materials eingeschlossen und in angrenzender Beziehung zueinander angeordnet sind. Der Asphalt oder das bituminöse Material bildet auf diese Weise eine im wesentlichen kontinuierliche Form und eine doppelzellige Struktur, bei welcher gewisse Zellen ein
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zellenförmiges, glasähnliches Knötchen enthalten und die andern Zellen untereinander verbunden sind, um Durchgänge für den Fluss des Wasserdampfes zu schaffen.
Die benachbarten zellenförmigen
Knötchen, die von heissem bituminösem Material umschlossen sind, sind in angrenzender Beziehung und ergeben die erforderliche Kraft, um das Zusammenfallen bei erhöhten Temperaturen zu verhindern und erlauben im Hinblick auf ihre im wesentlichen kugelförmige Form eine relative, aber begrenzte
Bewegung relativ zueinander bei erhöhten Temperaturen, so dass das Isoliermaterial, wenn es als fabrizierte Platte mit heissem Bitumen am Dach angebracht wird, genügend erweicht, um getreu der unregelmässigen Flächen der üblichen Dachdecke zu folgen.
Mit der hier beschriebenen thermischen Isolierung, entweder in Form einer Isolierplatte oder als monolytische Lage einer Wärmeisolierung, ist es nun möglich, einen isolierten Dachaufbau zu schaffen, bei welchem die Anwesenheit von Feuchtigkeit zwischen der Dachtragdecke und den Dachpappen nicht die schädlichen Wirkungen der gegenwärtig bekannten Dachaufbauten hat. Die hier beschriebene
Wärmeisolierung für einen Dachaufbau enthält eine Schichte von Isoliermaterial, das zwischen 10 und
50 VoL-% leeren Raum der verteilten und in den Zwischenräumen verbundenen Hohlräumen aufweist, durch welche Wasser und Wasserdampf diffundieren kann, um örtlich eingeschlossene Taschen mit hohen Dampfdrücken, die Blasen in den Dachpappen bilden, zu beseitigen.
Um die gestellten Probleme zu lösen und die Mängel der bekannten Dachisolierungen zu vermeiden, wird, von der eingangs beschriebenen bekannten Isolierschicht ausgehend, vorgeschlagen, dass erfindungsgemäss die Glaspartikel eine Korngrösse von etwa 9, 5 bis etwa 1, 5 mm und ein Schüttgewicht von etwa 112 bis etwa 400 kg/m3 aufweisen und dass das Bitumen Poren enthält und somit die
Isolierschicht durchlässig für gasförmige Medien, insbesondere für Wasserdampf ist.
In den Zeichnungen ist Fig. l ein Querschnitt durch einen Dachaufbau mit einer Lage einer Wärmeisolierung, die kugelförmige, vielzellige, in thermoplastischen Bitumen eingebettete
Glasklümpchen aufweist, Fig. 2 eine Teilansicht der Wärmeisolierungsschichte zwischen der Dachtragdecke und der Dachpappenschichten, Fig. 3 eine halbschaubildliche Ansicht im Schnitt durch die Wärmeisolierung, die Zwischenhohlräume zwischen den benachbarten Glasklümpchen zeigt.
Vielzellige Glaspartikeln sind der Hauptbestandteil der Wärmeisolierung. Die vielzelligen Glaspartikeln sind ein anorganisches Material, das im wesentlichen alle Zellen geschlossen hat und mit einem Schüttgewicht hergestellt werden kann, das zwischen 160 und etwa 400kg/m3 variiert. Die vielzelligen Glaspartikeln können in verschiedenen Grössen, beispielsweise mit einem Durchmesser zwischen 9, 5 und 1, 5 mm hergestellt werden. Die vielzelligen Glaspartikeln können gemäss dem in der USA-Patentschrift Nr. 3, 354, 024 mit dem Titel"Zellenförmige Glaspartikel"beschriebenen Verfahren aus Glasscherben oder andern Kieselsäure enthaltendem Material hergestellt werden. Der Einfachheit halber werden jedoch in der Beschreibung die Partikeln als zellenförmige Glaspartikeln bezeichnet.
Es ist jedoch verständlich, dass auch Partikeln mit den nachfolgend beschriebenen physikalischen und chemischen Eigenschaften, die aus andern Materialien als jenen, unter die allgemeine Bezeichnung Glas fallenden hergestellt sind, in der hier beschriebenen Wärmeisolierung verwendet werden können. Die vielzelligen Glaspartikeln haben im wesentlichen Kugelform, und alle Zellen geschlossen.
Bei der Herstellung der thermischen Isolierschicht gemäss der Erfindung wird den vielzelligen Glaspartikeln ein geeignetes Bindermaterial beigemengt. Eine Zumischung von verhältnismässig festen getrennten Asphaltteilchen kann den vielzelligen Glaspartikeln beigemengt, die Mischung eingesackt und dann in üblicher Weise an die Arbeitsstelle gebracht werden. An der Arbeitsstelle wird das Gemisch aus vielzelligen Glaspartikeln und getrennten Asphaltteilchen in eine Mischeinrichtung gegeben, der Mischeinrichtung eine genügende Menge eines geeigneten Lösungsmittels für den Asphalt zugesetzt und das Material gemischt, bis der Asphalt gelöst ist und klebrig wird. Das Material wird ferner gemischt bis die klebrige aufgelöste Asphaltmasse die vielzelligen Glaspartikeln bedeckt.
Die überzogenen Partikeln werden dann über die Dachdeckenstruktur in einer monolytischen Lage aufgespritzt. Auf die obere Fläche der monolytischen Lage wird durch Walzen od. dgl. eine Druckkraft aufgebracht bis die benachbarten vielzelligen Glaspartikeln in angrenzende Beziehung kommen. Dem Lösungsmittel für den Asphalt wird dann das Verdampfen ermöglicht und der Asphalt erhärtet und bindet die benachbarten vielzelligen Glaspartikeln aneinander zu einer verhältnismässig starren monolytischen Lage einer Wärmeisolierung auf der Dachtragdecke anzuordnen. Da die Partikeln geschlossene Zellen haben und Glas sind, dringt das Lösungsmittel für den Asphalt nicht in die einzelnen Partikeln ein.
Wo eine Heizquelle bereitsteht, kann ein durch Hitze sich verflüssigendes bituminöses Material wie Pech oder Asphalt zum überziehen der vielzelligen Glaspartikeln verwendet werden. Die vielzelligen Glaspartikeln und das sich durch Hitze verflüssigende bituminöse Material werden auf eine erhöhte Temperatur gebracht, bei welcher das bituminöse Material flüssig wird und die vielzelligen Glaspartikeln
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überzieht. Das erhitzte Gemisch wird dann auf die Dachdecke zur Bildung einer monolytischen Lage von vorgewählter Dicke aufgespritzt. Bevor das erhitzte Gemisch erkaltet ist, wird eine Druckkraft aufgebracht, so dass benachbarte vielzellige Glaspartikeln untereinander in fortlaufende Beziehung treten.
Da die vielzelligen Glaspartikeln geschlossene Zellen sind, dringt das Bindermaterial, sei es ein durch Lösungsmittel verflüssigtes bituminöses Material oder ein durch Hitze verflüssigtes bituminöses
Material nicht in den inneren Teil der vielzelligen Glaspartikeln. Daher ist die Wärmeleitfähigkeit der vielzelligen Glaspartikeln durch den überzug aus bituminösem Material nicht nachteilig beeinflusst.
Wenn die benachbarten vielzelligen Glaspartikeln in der Isolierschicht untereinander in fortlaufender
Verbindung stehen, ist die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht im wesentlichen gleich jener eines
Stückes vielzelligen Glases von im wesentlichen gleicher Stärke.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. l, welche einen Schnitt durch einen wärmeisolierten Dachaufbau darstellt, wird die Herstellung des Dachaufbaues an Hand derselben beschrieben. Das Dach enthält eine Tragdecke--10--, die aus einer Stahldecke, Holzplanken, vorgegossenen Betonplatten oder gegossenem Beton gebildet werden kann und im vorliegenden Falle als aus Beton hergestellt dargestellt ist.
Das Dachbelagpech, welches ein Schüttgewicht von etwa 1, 360 kg/m3 hat, wird auf eine
Temperatur von etwa 2000C erhitzt, bei der es schmilzt und ein bei Hitze sich verflüssigendes bituminöses Material bildet. Vielzellige Glaspartikeln, die ein Schüttgewicht von etwa 208 kg/m3 und eine Grösse zwischen 6, 3 und 9, 5 mm Durchmesser haben, werden getrennt auf etwa 1490C erhitzt.
Annähernd gleiche Gewichtsteile des erhitzten Pechs und der erhitzten vielzelligen Glaspartikeln werden in einer geeigneten Mischeinrichtung gemischt, bis die vielzelligen Glaspartikeln mit dem wasserfesten
Dachbelagpech überzogen sind. Die Mischung wird, während das Pech und die Partikeln auf erhöhter
Temperatur sind, auf die obere Fläche der Tragdecke--10--zu einer Isolierschicht --12-- von vorgewählter Dicke aufgespritzt. Durch eine Walze od. dgl. wird auf die Schicht --12-- eine Druckkraft aufgebracht, bis die benachbarten Partikeln miteinander in fortlaufender Beziehung sind.
Die Schicht wird dann abkühlen gelassen und das Dachbelagpech erhärtet um die fortlaufenden vielzelligen Glaspartikeln untereinander zu verbinden. Zwischen den angrenzenden vielzelligen Glaspartikeln entstehen wegen ihrer Kugelgestalt zwischen etwa 10 und 50 Vol.-% verteilte aber verbundene dazwischenliegende Hohlräume, die Durchgänge bilden, durch welche Wasser oder Wasserdampf sich verteilen kann.
Eine zweite Mischung wird durch Erhitzen vielzelliger Glaspartikeln mit einem Durchmesser von etwa 1, 5 mm und einem Schüttgewicht von etwa 352 kg/m3 auf eine Temperatur von etwa 1490C zubereitet. Die erhitzten Partikeln werden zu im wesentlichen gleichen Gewichtsteilen mit Dachbelagpech gemischt, das vorher auf eine Temperatur von etwa 2000C erhitzt wurde. Das erhitzte Dachbelagpech wird mit den kleineren vielzelligen Glaspartikeln gemischt, bis die vielzelligen Glaspartikeln mit dem durch Hitze verflüssigten Dachbelagpech überzogen sind. Das Gemisch wird auf die obere Fläche der Schicht--12--gespritzt, um eine zweite Isolierschicht--14--zu bilden.
Auf die zweite Isolierschicht--14--wird eine Druckkraft aufgebracht, um die Isolierschicht--14mit der andern darunterliegenden Schicht--12--zu verbinden und die benachbarten kleineren vielzelligen Glaspartikeln in angrenzende Beziehung zu den dazwischenliegenden Hohlräumen zu bringen.
Bei dem obigen Verfahren werden die vielzelligen Glaspartikeln auf eine Temperatur von etwa 1490C vorerhitzt, bevor sie mit dem erhitzten Dachbelagpech vermischt werden. Es ist verständlich, dass, wo erwünscht, das Dachbelagpech und die zellenartigen Glaspartikeln auf eine höhere Temperatur erhitzt werden können. Beispielsweise können die Partikeln auf eine Temperatur zwischen 232 und 343 C erhitzt und das Pech auf zwischen 291 und 326 C erhitzt werden. Bei diesen erhöhten Temperaturen kann im Gemisch zur Bildung eines überzuges für die Partikeln weniger Pech verwendet werden. Es wird als wesentlich erachtet, die Partikeln und das Pech getrennt zu erhitzen, um eine grosse erhitzte Oberfläche in den erhitzten Partikeln vorzusehen, um den flüchtigeren Teilen des Pechs die Möglichkeit zu geben zu verflüchten.
Obwohl die in Fig. l dargestellte, aus Partikeln bestehende Isolierung eine erste Schicht aus vielzelligen Glaspartikeln mit einem Durchmesser von zwischen 6, 3 und 9, 5 mm und eine zweite Schicht aus vielzelligen Glaspartikeln mit einem Durchmesser von etwa 1, 5 mm besitzt, ist es verständlich, dass die aus Partikeln bestehende Isolierung aus einer winzigen Schicht von gewünschter Dicke mit Partikeln von der gleichen Grösse oder von verschiedenen Grössen der vielzelligen Glaspartikeln bestehen kann. Es ist jedoch erwünscht, dass die Glaspartikeln so gewählt sind, dass in der Schichte der aus Partikeln bestehenden Isolierung zumindest 10 Gew.- % und vorzugsweise 40 Gew.-% Zwischenhohlräume vorgesehen sind, durch welche der Wasserdampf diffundieren kann.
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Auf die obere Fläche der Isolierschicht --14-- wird durch Aufstreichen od. dgl. eine Schicht aus haftbarem bituminösem Material-16-, wie erhitztes Kohlenasphaltpech aufgebracht. Auf der oberen Fläche der Schichte aus haftbarem bituminösem Material--16--ist eine mit bituminösem Material gesättigte Dachpappe--18--angeordnet. Eine zweite Schichte aus haftbarem bituminösem
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--20-- befindet26-sind mit bituminösem mit-28 und 30-bezeichneten Material an die darunterliegende Dachpappe fest haftend angeschlossen.
Auf der oberen Schichte aus Dachpappe--26--liegt eine Deckschichte aus haftbarem bituminösem Material-32-, in dem grobe Zuschlagstoffe-34eingebettet sind, um dabei einen wärmeisolierten Dachaufbau zu bilden, welcher die zuvor besprochenen erwünschten Merkmale aufweist.
Fig. 2 zeigt die Art, in welcher die vielzelligen Glaspartikeln durch das thermoplastische Bitumen untereinander verbunden sind. Die im allgemeinen mit --36- bezeichneten vielzelligen Glaspartikeln haben im wesentlichen Kugelform und sind aus einem Glas hergestellt, das eine Vielzahl geschlossener Zellen --38-- besitzt. Das mit --40-- bezeichnete Bitumen überzieht die äussere Fläche der vielzelligen Glaspartikeln--36--und verbindet sie untereinander zu einer Wärmeisolierschicht. Es wird bemerkt, dass das Bitumen in die einzelnen Partikeln nicht eintritt.
Fig. 3 ist ein Schnitt durch die in der Wärmeisolierschicht nach Fig. l willkürlich angeordneten
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oder Wasserdampf diffundieren kann. Wie früher besprochen wurde, beeinflussen die mit Wasser oder Wasserdampf gefüllten Zwischenhohlräume die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht nicht, da das verbleibende Volumen der Isolierschicht aus einem Material besteht, das wasserundurchlässig ist und die Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht im wesentlichen vom Isolierwert der vielzelligen Glaspartikeln abhängt.
Einer der Vorteile des vorher beschriebenen Verfahrens ist der dem Baumeister gebotene grosse
Spielraum bei Anwendung der Wärmeisolierung. Die obere Fläche der Dachtragdecke muss dort, wo Planken oder Platten verwendet werden, nicht den vorliegendenfalls beschriebenen Erfordernissen entsprechen. Ferner kann die Schicht des Gemisches so angewendet werden, dass die gewünschte Neigung zur oberen Fläche des Daches entsteht, um eine geeignete Wasserableitung zu erzielen. Dies kann durch Änderung der Dicke der Isolierschicht zwischen den Kanten und der Dachmitte erreicht werden.
Obwohl die Isolierschicht, wie zuvor besprochen, zwischen 10 und 50 Vol.-% von Hohlräumen zwischen den fortlaufenden vielzelligen Glaspartikeln hat, ist das Problem der oberen Fläche der Isolierschicht, welches das auf ihr aufgebrachte durch Hitze flüssig werdende bituminöse Haftmaterial absorbiert, bei dem zuvor beschriebenen Verfahren beseitigt. Der Schritt des Auftragens eines überzuges aus durch Hitze flüssig werdendem bituminösem Material als Haftmittel für die erste Pappenschicht ist nicht erforderlich, wenn ein Teil des Isoliermaterials, das durch Hitze flüssig werdende bituminöse Haftmittel enthält.
Wenn das bituminöse Material zu einem Grad erstarrt ist, dass es seine Hafteigenschaften verloren hat, kann vor dem Aufbringen der Dachpappe auf die obere Fläche der Isolierschicht örtlich Hitze angewendet werden, um die erforderlichen Hafteigenschaften des durch Hitze flüssig werdenden bituminösen Materials zu erzielen. Eine andere Methode zur Verhinderung des Eindringens von verflüssigtem Bitumen in die zellenartige Isolierschicht besteht in der Anwendung einer Schicht von dünnem geleimtem oder ungeleimtem Papier direkt auf die Isolierschicht und überfluten derselben mit verflüssigtem Bitumen, wie es allgemeine übung beim überdachen ist.
Genügend Hitze und Bitumen durchsetzt das Papier, um es an die darunterliegende Isolierung fest anzuschliessen, doch tropft kein verflüssigtes Bitumen durch, um die untereinander verbundenen Hohlräume zu verstopfen.
Die Wärmeleitfähigkeit der zellenartigen Glasisolation ist etwa 0, 05 kcal/hm C bei 24 C. Die Wärmeleitfähigkeit zellenartiger Glaspartikeln und Luft ist etwa 0, 042 kcal/hm C bei 24 C. Die thermische Leitfähigkeit von Asphalt ist etwa 0, 135 kcal/hm C bei 24 C. Die Isolierschichte hat eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 0, 05 kcal/hm C bei etwa 24 C. Es ist somit ersichtlich, dass die Isolierschichte im wesentlichen die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie die zellenartige Glasisolation hat.
Es ist wohl bekannt, dass der Gebäudebau nach Anbringung des Dachaufbaues zufolge des Setzens des Gebäudebaues oder seiner Bewegung bis zu einem bestimmten Grad Spannungen ausgesetzt ist. Bei üblichen Dachplatten oder gegossener starrer Wärmeisolierung entstehen infolge der Bewegung des Gebäudebaues in der Wärmeisolierung Sprünge und eine Trennung der Dachpappen. Die hier beschriebene thermische Isolation enthält eine Vielzahl von im wesentlichen kugelförmigen zellenartigen
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Partikeln, die in angrenzender Beziehung stehen und zwischen den benachbarten Partikeln eine kleine Berührungsstelle aufweisen. Wenn auf die Wärmeisolation eine Spannung ausgeübt wird, ist sie in der Lage, sich mit dem Gebäudebau zu bewegen.
Sprünge, die in der thermischen Isolierung entstehen, können, wenn sie sich mit dem Gebäudebau bewegt, gehen von selbst zurück, wenn der Dachaufbau während der Sommermonate erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.
Die Fähigkeit der Partikeln, sich relativ zueinander zu bewegen, wenn auf sie Spannungskräfte ausgeübt werden, ist, wie angenommen wird, auch eine Lösung für das bisher aufgetretene Problem der scharfen Falten in den Dachpappen, die durch die Relativbewegung der Fasern in der Pappe hervorgerufen werden. Die zuvor beschriebene Wärmeisolierung hat im wesentlichen kugelförmige zellenartige Glaspartikeln, die in einem bituminösen Material eingeschlossen sind, das im wesentlichen die gleichen Viskpsitätseigenschaften wie das Bitumen in der Pappe hat.
Wenn sich die Dachpappen während der Warmwetterperiode ausdehnen, werden, anstatt dass sich die Pappe an kleinen örtlich begrenzten Stellen von der Isolierung abhebt und scharfe Falten bildet, die Expansionskräfte auf die eingeschlossenen Partikeln übertragen und die oberen Schichten der Partikeln werden sich relativ zueinander bewegen, um den Pappen und der Wärmeisolation zu ermöglichen, auf der oberen Fläche des Daches glatte Längswellen, an Stelle von scharfen Falten, wie sie gegenwärtig auftreten, zu bilden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermische Isolierschicht, insbesondere für Dachisolierplatten, mit einer Wärmeleitfähigkeit von vorzugsweise etwa 0, 05 kcal/hm C bei 24 C, welche Schicht im wesentlichen aus thermoplastischem Bitumen und darin eingebetteten im wesentlichen kugeligen Glaspartikeln, die
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