CH633220A5 - Laminated board - Google Patents

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CH633220A5
CH633220A5 CH401478A CH401478A CH633220A5 CH 633220 A5 CH633220 A5 CH 633220A5 CH 401478 A CH401478 A CH 401478A CH 401478 A CH401478 A CH 401478A CH 633220 A5 CH633220 A5 CH 633220A5
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schichtverbundplatte mit einer Kernschicht aus einem im wesentlichen aus einem ausgehärteten anorganischen Bindemittel und gegebenenfalls Zusatzstoffen bestehenden anorganischen Material und mindestens einseitiger faserbewehrter Deckschicht, die kraftübertragend mit der Kernschicht verbunden ist.
Das anorganische Material kann aus Zement, Kalk, Gips, Magnesium und/oder Mischungen von Magnesiumoxid mit Magnesiumchlorid bestehen. Faserbewehrungen in Schichtverbundplatten dienen zur Erhöhung der Festigkeit und es werden hierfür anorganische und/oder organische Fasern in geschnittener Form, als Endlosfasern, als flächenhafte Gebilde oder als Rovings verwendet.
Ein derartiges mehrschichtiges plattenförmiges Bauelement ist aus der DE OS 2 352 843 bekannt. Es ist aus unterschiedlichen anorganischen Schichten zusammengesetzt. Auf einer Kernschicht aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge ist beidseitig je eine gefügedichte, faserbewehrte Schicht aus faserverstärktem Zementmörtel aufgebracht. Alle Schichten dieses Verbundelementes sind zementgebunden. In der Druckschrift wird darauf hingewiesen, dass in der äusseren Feingefügeschicht anstelle von Zementmörtel ein Kunstharzmörtel verwendet werden kann, jedoch nur dann, wenn auch für den Leichtbeton der Kernschicht ein entsprechendes Bindemittel verwendet wird. Durch diese Bauweise treffen keine im chemischen und physikalischen Verhalten grundsätzlich verschiedene Materialien in Grenzbereichen des Werkstoffes aufeinander und daher sind keine Grenzschichtprobleme zu befürchten. Solche Probleme treten aber sehr wohl bei Schichtverbundplatten aus Schichten unterschiedlicher Grundstoffe, nämlich einerseits anorganischer und andererseits organischer Materialien, auf.
Ferner ist aus der DE-AS 1 174 679 ein Nass-in-Nass-Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff vergüteten Fertigteilen aus Beton bekannt, bei dem auf eine nicht ausgehärtete Kunstharzschicht Mörtel aufgebracht und die Schichten beispielsweise durch Rütteln ineinander verdichtet werden. Auf diese Weise werden Ornament- und Dekorationsschichten in den verschiedensten Gestaltungen, jedoch kein tragender Sandwichverbund erhalten. Die Kunststoffvergütung führt hier zu einem Mischkörper, in dem eine hydraulische Phase und eine organische Phase nebeneinander abbinden. Die Hydratationsprodukte der hydraulischen Phase liegen wie Inseln in der Harzmasse und beeinträchtigen deren vorteilhafte Biege- und Zugfestigkeit erheblich. Die resultierende äussere Dekorationsschicht kann keine tragende Funktion erfüllen.
Eine Verbundplatte mit einer Kernschicht aus Asbestzement und einer Beschichtung ist aus dem DE-GM 7 516 513 zu entnehmen. Die Beschichtung kann aus Papier, Kunststoffolie, einem Anstrich, Holzfurnier, Gewebe oder einem
Laminat bestehen. Zwischen der Kernschicht und der Beschichtung befindet sich eine Einlage. Diese besteht aus einem mit Kunststoff getränkten Filz oder Vlies. Hierdurch wird die Beschichtung dauerhafter und die Asbestzementplatte weniger brüchig, so dass sie dünner gewählt werden kann. Die Wetterfestigkeit wird erhöht.
Eine Schichtverbundplatte aus anorganischen und organischen Schichten, bei der die unterschiedlichen Schichten dauerhaft und kraftübertragend miteinander verbunden sind und damit die guten Eigenschaften eines anorganischen Materials als Kernschicht mit den Vorteilen von Deckschichten aus organischen Kunststoffen ausgewertet werden, scheiterte an den Schwierigkeiten der Verbindung der einzelnen Schichten miteinander. Durch Verleimen und Verkleben konnte kein echter Verbund geschaffen werden. Neben Diffusionsschwierigkeiten treten zwischen Kernschicht und Deckschichten Spannungen auf, die sich naturgemäss nachteilig auswirken. Sowohl die Belastbarkeit als auch die Biegesteifigkeit bekannter Schichtverbundplatten sind unzureichend und lassen nur eine begrenzte Verwendung zu.
Aufgabe der Erfindung war es, eine Schichtverbundplatte der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sie verbessert und wechselnd dynamisch belastbar ist und eine höhere Biegesteifigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen der Kernschicht und der aus Kunststoff bestehenden Deckschicht eine faserbewehrte Zwischenschicht aus ausgehärteten Natur- oder Kunstharzen, die im ungehärteten Zustand wasserverdünnbar sind, vorgesehen ist.
Durch eine solche Schichtverbundplatte wird eine echte Verbindung zwischen der Kernschicht und der Deckschicht bzw. den Deckschichten geschaffen, da praktisch eine Verwachsung bzw. Verzahnung zwischen den Schichten durch Ausbildung einer sowohl der Kernschicht als auch der Deckschicht zugeordneten Grenzschicht erreicht wird. Das Material der Zwischenschicht wirkt nicht als Klebstoff, sondern es treten Grenzstruktureigenschaften auf, die einen praktisch spannungsfreien Übergang zwischen den Schichten unterschiedlicher Materialien und einen kraftübertragenden Verbund schaffen.
Es wurde gefunden, dass durch die Zwischenschicht eine im Mikrobereich vernetzte Struktur der Grenzflächen erzielt wird, die der Schichtverbundplatte die Eigenschaften eines praktisch einheitlichen Gefüges verleiht. Versuche haben ergeben, dass die Platte tausenden von Wechselbeanspruchungen ausgesetzt werden kann, ohne dass eine Lockerung des Verbundes auftritt.
Die Schichtverbundplatte kann geformt werden, z.B. als Rohr.
Während ebene und gebogene Schichtverbundplatten in an sich bekannter Weise gefertigt und über entsprechenden Formen gebogen werden, können bei der Herstellung von Rohren mehrere Fertigungs verfahr en verwendet werden. So bietet sich das Schleuderverfahren an, wobei in einem konti-nuierlichen Arbeitsgang alle Schichten hintereinander aufgebracht werden und einmal ein Spritzkopf mit den organischen Materialien und dann wieder ein Spritzkopf mit anorganischem Material eingesetzt wird. Ferner wäre die Filament-winding-Methode zu nennen, nach der Körper aus der Schichtverbundplatte hergestellt werden können.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schichtverbundplatten und daraus hergestellten Formkörpern dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine beidseitig beschichtete Kernschicht 10, bei der eine Deckschicht 11 über eine Zwischenschicht 12 und eine Deckschicht 13 über eine Zwischenschicht 14 mit der Kernschicht 10 verbunden ist;
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
633220
Fig. 2 bis 7 verschieden geformte Schichtverbundplatten. Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher erläutert;
Beispiel 1
Es wurde eine Verbundplatte gemäss Fig. 1 hergestellt, bei der die Deckschichten 11 und 13 über je eine Zwischenschicht 12 bzw. 14 mit der Kernschicht 10 verbunden wurden. Die einzelnen Schichten wurden wie folgt hergestellt:
Kernschicht:
100 Teile Schnellzement 450F und Wasser, Wasserzementwert 0,4 wurden mit 5 Teilen geschnittenen alkalibeständigen Glasfasern gemischt, die Mischung ausgeformt und 48 Stunden in üblicher Weise weiter behandelt;
Deckschicht 11 und 13:
100 g styrolhaltiger Vinylester wurden mit den hierfür an sich bekannten Katalysatoren und Aktivatoren versehen;
450 g Glasfasergewebe wurden in den Vinylester eingelegt und anschliessend wurde gehärtet;
Zwischenschicht 12 und 14:
100 Teile warm oder kalt aushärtbare Epoxidharze, 80 Teile Spezialhärter aus modifizierten Polyaminen und
Polyamidoaminen sowie 10 Teile 5 bis 10 mm langen, alkalibeständigen Glasfasern.
Diese Bestandteile wurden gemischt und auf die jeweilige der Kernschicht 10 zugekehrte Seite der Deckschicht 11 bzw. 13 und auf die beiden Seiten der Kernschicht 10 aufgebracht.
Die Platten wurden unter leichtem Druck miteinander verbunden.
Die für die Zwischenschicht verwendeten Stoffe gehörten zu einer Gruppe von flüssigen und festen Epoxidharzen und Härtern, insbesondere modifizierten Polyaminen und Polyamidoaminen, die in Verbindung mit Epoxidharzen eine weite Abstufung der Härtungsbedingungen und der Eigenschaften der gehärteten Produkte zulassen.
Anstelle des Schnellzements kann auch ein beliebiger anderer Zement zusammen mit einem Beschleuniger Verwendung finden. Der Vinylester kann durch einen ungesättigten Polyester oder ein Epoxidharz ersetzt werden.
Die genannten Systeme werden von den Restbeständen an Wasser, das in der Kernschicht enthalten ist, ohne Beeinflussung der Haftung aufgenommen. Die Prüfung der so hergestellten Schichtverbundplatten hat sehrJiohe mechanische Werte ergeben...Diese Werte konnten noch gesteigert werden, indem der Kernschicht 10 zusammen mit dem Schnellzement 5 bis 10 Teile der für die Zwischenschicht 12 bzw. 14 verwendeten Kunststoffe zugegeben wurden.
Beispiel 2
A Kernschicht:
400 Teile MgO
25 Teile Harnstoff-Formaldehydkondensationsprodukt 568 Teile MgCl2 20% ig
2,5 Teile Weichmacher (Glycerin oder Butylglykol) wurden gut gemischt und ausgeformt.
B Deckschicht:
100
Teile
Epoxidharz
90
Teile
Härter
10
Teile
Beschleuniger
1
Teil
Beschleuniger
50
Teile
Kohlenwasserstoffharz
100
Teile
Glasmatte
Die Bestandteile der Deckschicht B wurden zu einer Platte geformt und bei 130° gehärtet. Zeitdauer 90 Minuten.
10 C Zwischenschicht:
100 Teile wasserverdünnbares Epoxidharz 100 Teile waserverdünnbarer Epoxidhärter 20 Teile Glasfasern 1 Polyestervlies
Die ausgeformte Kernschicht wurde mit der vorgefertigten Deckschicht über die Zwischenschicht verbunden und dann noch einmal bei 80°C zwei Stunden wärmebehandelt.
20 Beispiel 3
A Kernschicht:
100
Teile
Zement PZ 550
20
Teile
Zuschlag bis 2 mm
50
Teile
Wasser
0,06
Teile
Verflüssiger
6
Teile
Glasfasern, zirkoniumhaltig
0,1
Teil
Natriumsilikat, flüssig 10% ig
B Deckschicht:
30 100 Teile ungesättigter Polyester
0,3 Teile Beschleunigerlösung mit 1 % Co 2 Teile Katalysatorpaste (Ketonperoxid)
100 Teile Glasfasergewebe
35 C Zwischenschicht:
100 Teile wasserverdünnbares Epoxidharz 50 Teile Epoxid-Härter 1 Polyestergewebe 5/10 mm Fadendicke mit Baumwollfadeneinlage.
40
Entsprechend den in den Figuren dargestellten Schichtverbundplatten wurden die Komponenten A, B, C in der jeweils angegebenen Reihenfolge nass in nass in der entsprechenden Dicke verarbeitet und gehärtet.
45 Es wurde gefunden, dass durch das Nass-in-Nass-Arbeiten die mechanischen Werte sowie der innere Verbund der Schichtverbundplatte sehr günstig beeinflusst werden. Die Schichten werden übereinander gefertigt. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, in die Zwischenschicht ein Polyesterge-50 webe oder ein Gewebe aus Polyäthylen einzulegen, das Kurzfasern aus Wolle oder Baumwolle enthält, also Fasern, die das Harz besonders gut aufnehmen und eine definierte Zwischenschicht ergeben.
Die Dicke der Schichten ist im wesentlichen nicht be-55 grenzt. In der Praxis haben sich aber folgende Schichten bewährt:
Kernschicht
3
bis
20
mm
Deckschicht
2
bis
10
mm
Zwischenschicht
0,5
bis
2
mm
Der Harzanteil im äusseren Bereich einer Deckschicht kann so gewählt werden, dass diese chemischen Einflüssen widersteht oder durch Einstreuen von Sand auch einer abrasi-ven Umgebung ausgesetzt werden kann.
v
1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. 633220
    2
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Schichtverbundplatte mit einer Kernschicht aus einem im wesentlichen aus einem ausgehärteten anorganischen Bindemittel und gegebenenfalls Zusatzstoffen bestehenden anorganischen Material und mindestens einseitiger, faserbewehrter Deckschicht, die kraftübertragend mit der Kernschicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kernschicht (10) und der aus Kunststoff bestehenden Deckschicht (11; 13) eine faserbewehrte Zwischenschicht (12; 14) aus ausgehärteten Natur- oder Kunstharzen, die im ungehärteten Zustand wasserverdünnbar sind, vorgesehen ist.
  2. 2. Schichtverbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (12; 14) aus Epoxydharzen besteht.
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