CH340331A - Leichtbaukörper aus Kunstschaumstoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

  Leichtbaukörper aus     Kunstschaumstoff    und Verfahren zu     -seiner    Herstellung    Die Erfindung bezieht sich auf Leichtbausteine,  -platten und sonstige Leichtbaukörper, die auf der  Basis von Kunstschaumstoff, insbesondere Polystyrol  schaumstoff hergestellt sind, sowie auf ein Verfahren  zur Herstellung solcher Leichtbaukörper.  



  Es ist bekannt, dass sich die mechanischen Eigen  schaften, insbesondere die Bruchfestigkeit von Ze  mentgemischen, durch Einbetten von Kunststoffen  verbessern lassen. Demgemäss hat man auch schon  vorgeschlagen,     Zementgemische    mit einer Kunststoff  dispersion zu versetzen, wobei der Kunststoff jedoch  nur einen geringen Teil des fertigen Gemenges aus  macht. Aus einem derartigen Gemenge hergestellte  Baukörper sind in ihrem Gewicht hauptsächlich  durch den Gehalt an Zement bestimmt und daher  nicht wesentlich leichter als normale Platten oder  Bausteine aus Zementgemischen ohne Kunststoff  zusatz.  



  Kunstschaumstoffe zeichnen sich durch ein ausser  ordentlich geringes Gewicht und gute isolierende,  wärme- und     schalldämmende    Eigenschaften aus,  haben aber manche Eigenschaften, die ihrer Ver  wendung als Leichtbaukörper entgegenstehen. Dazu  gehören die verhältnismässig hohen Kosten von       Kunstschaumstoffkörpern,    ihr niedriger     Erweichungs-          punkt,    bei dessen Überschreitung Formänderungen  und Schwund eintreten, die leichte     Entflammbarkeit     des Materials und die insbesondere bei geringem  Raumgewicht deutliche Elastizität. Man hat zwar  versucht, z.

   B. die Entflammbarkeit durch Einbau von  Halogenen     zu        mindern,    doch wird hierdurch höch  stens erreicht, dass ein so behandelter Polystyrol  schaumstoff nach dem Entfernen äusserlicher Wärme  zufuhr zu brennen aufhört. Fliesst das schnellschmel  zende Material aber in den Brandherd, so speist es  diesen trotz des Halogengehaltes erheblich.    Es ist mehrfach vorgeschlagen worden, in nor  malen     Gussbeton        Kunstschaumstoffteilchen    einzu  betten.

   Da hierbei jedoch keine feste Haftung zwi  schen dem Kunststoff und dem Beton zustande  kommt, ist die Menge des     einmischbaren    Schaum  stoffes begrenzt, und die geringfügige Verbesserung  der Isolationseigenschaften und des     Raumgewichts     wird durch einen erheblichen Festigkeitsverlust teuer  erkauft.  



  Die     Erfindung    geht nicht vom Zementgemisch,  sondern vom Kunstschaumstoff aus und beruht auf  dem Vorschlag, einen Leichtbaukörper aus Kunst- .       schaumstoff    durch Einbetten von mineralischem Bau  stoff, z. B. Zement, derart herzustellen, dass er unter  Erhaltung der     für    Bauzwecke günstigen Eigenschaften,  insbesondere des leichten Gewichtes und der aus  gezeichneten Isolierfähigkeit durch den mineralischen       Baustoff    eine Verstärkung erhält, die seinen wesent  lichen ungünstigen Eigenschaften entgegenwirkt.

   Ver  suche haben ergeben, dass sich bei einem     mit    Zement  versetzten Kunstschaumstoff, insbesondere Polystyrol  schaumstoff, durch Einhaltung folgender Bedingun  gen eine feste Bindung zwischen dem Schaumstoff  und dem Zement erzielen lässt.  



  1. Weitest mögliche Herabsetzung der Ober  flächenspannung, um ein Benetzen des     Kunststoffes     mit Sicherheit zu erreichen.  



  2. Eine möglichst weitgehende     Stabilisierung    der       zusammen    mit dem Zement verwendeten Kunststoff  Dispersion, um das Brechen dieser Dispersion mög  lichst lange hinauszuschieben.  



  3. Eine Verzögerung des     Abbindens    für den  Zement, um eine ausreichende Zeitspanne zwischen  dem Vermischen und dem Verformen des Gemisches  zu haben.  



  4. Wahl einer geeigneten Dispersion, deren Film  genügend elastisch und klebefähig ist, um auf Poly-           styrol    dauerhaft zu halten, ohne irgendwelcher Weich  macher zu bedürfen, mit deren Abwanderung früher  oder später doch zu rechnen ist.  



  Als geeignete Dispersionen erwiesen sich     Poly-          acrylsäureester-    und     Polymethacrylsäureesterdisper-          sionen    sowie solche des     Polyvinylpropionats;    als  Netzmittel verwendet man zweckmässig     Alkylsul-          fonate    und als Stabilisator und zugleich     Abbinde-          verzögerer        Methylcellulose.     



  Bei Verwendung dieser     Zugabestoffe    erwies es  sich als möglich, eine     Zementmischung    zu bereiten,  die auch in dünnsten Schichten tragfähig ist und  mit der     Oberfläche    des Kunstschaumstoffes lückenlos  verleimt.

   Dabei kann man entweder zunächst ein  mit den Zuschlagstoffen versehenes Gemisch unter  die     Kunstschaumstoffteilchen    einarbeiten oder aber  die     Kunstschaumstoffteilchen    mit der Dispersion be  netzen und den Zement     einsieben.    In jedem Falle  entsteht, insbesondere wenn man den Zement noch in  bekannter Weise durch Zugabe von Fasern verbessert,  ein     wabenartiges,    lückenlos verbundenes und auf den  Schaumstoff lückenlos verleimtes Gerüst von biege  steifem Stützmaterial um den elastischen Schaum  stoff.  



  Während das Gerüst, durch     Ausschmelzen    oder  durch Herauslösen des Kunstschaumstoffes isoliert,  ein leicht zu zerkrümelndes Gebilde darstellt, der  Kunstschaumstoff allein dagegen eine fast gummi  elastische Masse, bildet der Verbundkörper ein Ge  bilde von unerwarteter Festigkeit, vergleichbar etwa  mit der Stabilität einer aus kleinen     Vurnierstreifen     zusammengeleimten Möbelplatte mit gitterartigem  Aufbau.  



  Leichtbaukörper nach der Erfindung kennzeichnen  sich somit dadurch, dass sie aus einem Kunstschaum  stoff, insbesondere     Polystyrolschaumstoff    gebildet  sind, der eine gerüstartige Innenversteifung aus mine  ralischem Baustoff, z. B. Zement, aufweist. Das er  findungsgemässe Verfahren zur Herstellung derartiger  Leichtbaukörper auf der Basis von Kunstschaumstoff  kennzeichnet sich dadurch, dass der Kunstschaum  stoff in Form von Körnern, Perlen oder Schnitzeln  in Gegenwart einer die     I-Iaftverbindung    zwischen  dem Kunstschaumstoff und dem     mineralischen    Bau  stoff sichernden Dispersion mit einer volumenmässig  kleinen Menge mineralischen Baustoffes, insbeson  dere Zement, verarbeitet wird, so dass der minera  lische Baustoff ein mit dem Kunstschaumstoff ver  leimtes,

   dünnwandiges Gerüst bildet.  



  Wird ein so gewonnenes Verbundstück über den       Martenspunkt        (Erweichungspunkt)    des Polystyrols  erwärmt, so erweist es sich, dass die sonst auftretende  Formänderung des Schaumstoffes weder durch eine  Formänderung des Verbundstückes noch durch Festig  keitsverluste in Erscheinung tritt. Das Verbundstück  ist bis nahezu an den     Schmelzpunkt    des Polystyrols  technisch brauchbar.  



  Wird ein solches Verbundstück über den Schmelz  punkt des Polystyrols erhitzt, so     wird    die     Schmelze     des Kunststoffes sofort von dem Zementgerüst auf-    genommen. Dabei geht zwar die Festigkeit weit  gehend verloren, die Form des Stückes bleibt aber  erhalten, im Gegensatz zu dem reinen Schaumstoff,  der sich bereits bei wesentlich tieferen Temperaturen  in unberechenbarer Weise verbiegt und bei Erreichung  des     Schmelzpunktes    unter Bildung kleiner Tröpfchen  praktisch verschwindet.  



  Wird nun das Verbundstück, etwa in der offenen  Flamme, über den Flammpunkt des Polystyrols er  hitzt, so zeigen sich höchstens an der einen oder  andern Stelle durch die austretenden Zersetzungsgase  kleine,     aufflackernde    und wieder verlöschende Flämm  chen. Wird das Material zusätzlich mit Phosphaten  präpariert, so wirkt es sogar ausgesprochen feuer  dämmend.

   So benötigt man infolge der geringen  Wärmeleitung der vielen dünnen,     flammhindernden     Zementfilme des Verbundkörpers mit einer     Bunsen-          flamme    über eine Stunde, um durch eine 5 cm starke  Platte ein Loch zu brennen, ohne dass das Material  dabei irgendeine     Entflammung,    Tropfen- oder Funken  bildung     zeigt,    oder ausserhalb des von den Flammen  gasen bestrichenen Bereiches angegriffen wird.  



  <I>Ausführungsbeispiel</I>  0,6 kg     Methylcellulose    sowie 3 kg     Chlorcalzium     werden getrennt in je 10 Liter Wasser aufgelöst und  nach dem völligen Lösen beide Flüssigkeiten durch  einen intensiv wirkenden     Schnellrührer    vermischt.  Dann gibt man der Mischung 6 kg 50%ige     Poly-          vinylester-Dispersion,    und zwar eine Dispersion von       Polyvinylacetat    und     Polyvinylpropionat,    sodann 20 kg       Portlandzement    und 2,5 kg Asbest-Faser zu.  



  Die Mischung wird mittels eines     Schnellrührers     vollkommen verrührt. Unabhängig hiervon werden  4 kg     treibmittelhaltiges        Polystyrolkorn    durch Er  wärmen zu einem Volumen von etwa 250 Liter auf  geschäumt. Das     Polystyrolkorn    wird sodann mit der  oben hergestellten Mischung übergossen und ver  mengt. Das Gemenge wird in geeigneten Formen  48 Stunden der     Abbindung    überlassen. Die entstan  denen Formteile werden sodann     entformt    und nach  getrocknet. Das erhaltene Material weist eine Wärme  leitzahl von 0,035 auf, ist unbrennbar und beständig  bis zu     +    120 Grad C.

   Es ist wesentlich stabiler als  ein nur aus der entsprechenden Menge Polystyrol  hergestellter Formkörper.  



  Die Erfindung ermöglicht es erstmalig, aus     Poly-          styrolschaumstoffen    einen echten Baukörper zu er  halten, dessen Anwendbarkeit den Rahmen eines  speziellen Isoliermaterials und     somit    das bisherige  hauptsächliche Anwendungsgebiet von Kunstschaum  stoffen, die Kälteisolierung, weit übersteigt. Der  Kunstschaumstoff wird dadurch einer breiteren All  gemeinverwendung als     Leichtbaustoff    zugeführt, wo  bei die Kosten gegenüber denen eines gleich festen,  reinen Kunstschaumstoffes beträchtlich vermindert  sind. Die vorzügliche Korrosionsbeständigkeit und  Wärmedämmung des Kunstschaumstoffes wird voll  ausgenutzt.

   Da der Verbundkörper durch das Zement  gerüst eine Versteifung erhält, können leichteste Poly-           styrolschaumteilchen,    auch ausgesprochene Abfälle  ohne statischen Wert, verwendet werden. Die bei  reinem     Polystyrolschaumstoff    unbequem niedrig lie  gende Höchsttemperatur für die Verwendbarkeit von       Schaumstoffkörpern    wird erheblich über die     100-          Grad-Grenze    hinaus erweitert. Die Brennbarkeit des  reinen Kunstschaumstoffes, die nicht zuletzt dadurch  gefährlich ist, dass dieser Schaumstoff bereits bei  niedrigen Temperaturen in unvorhersehbarer Weise       fliesst,    wird beseitigt.

   Der mit Zement ausgerüstete  Kunststoff weist sogar Eigenschaften auf, die ihn  hinsichtlich der Feuersicherheit den heute bekannten       Holzwollezementplatten    überlegen machen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Leichtbaukörper aus Kunstschaumstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstschaumstoff eine ge rüstartige Innenversteifung aus mineralischem Bau stoff aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Leichtbaukörper nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Kunstschaumstoff aus Polystyrol, seine gerüstartige Innenversteifung aus Zement besteht. 2. Leichtbaukörper nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass er die Gestalt eines Bau steines aufweist. 3. Leichtbaukörper nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass er plattenförmige Gestalt aufweist.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung von Leichtbaukörpern gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstschaumstoff in Form von Körnern, Perlen oder Schnitzeln in Gegenwart einer die Haft verbindung zwischen dem Kunstschaumstoff und dem mineralischen Baustoff sichernden Dispersion mit einer volumenmässig kleinen Menge mineralischen Bau stoffes verarbeitet wird, so dass der mineralische Bau stoff ein mit dem Kunstschaumstoff verleimtes dünn wandiges Gerüst bildet. UNTERANSPRÜCHE 4. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass als Haftdispersion eine Polyacryl säureesterdispersion verwendet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass als Haftdispersion eine Dispersion von Polyvinylpropionat verwendet wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch 1I, gekenn zeichnet durch die Verwendung dispergierter Kunst stoffe als Haftmittel, durch die Verwendung von Alkylsulfonaten als Netzmittel und durch die Ver wendung von Methylcellulose als Stabilisator für die Kunststoffdispersion sowie als Abbindeverzögerer für den mineralischen Baustoff.

   7: Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass zunächst ein mit der Haftdispersion versetztes Zementgemisch hergestellt und dieses Ge misch unter den Kunstschaumstoff gearbeitet wird. B. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass man zunächst ein mit der Haft dispersion, den Alkylsulfonaten und der Methyl- cellulose versehenes Zementgemisch herstellt und dieses Gemisch unter den Kunstschaumstoff arbeitet.

   9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass man zunächst den Kunstschaum- Stoff mit der Haftdispersion benetzt und dann Zement trocken in den Kunstschaumstoff einsiebt. 10. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass der Leichtbaukörper zur Verstär kung seiner feuerdämmenden Wirkung zusätzlich mit Phosphaten präpariert wird.