CH649801A5 - Process for producing a masonry structure with an insulating layer - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Mauerwerkes, das mit einer Dämmschicht aus Schaumstoff versehen ist, sowie auf nach dem Verfahren hergestelltes Mauerwerk. The present invention relates to a method for producing masonry, which is provided with an insulating layer made of foam, and to masonry produced by the method.
Es ist seit langem bekannt, dass die wärme- und kältedämmende Wirkung von Mauersteinen durch Anbringen von Dämmstoffschichten, beispielsweise solchen aus Kunststoffschaumstoffen, die an der Innen- oder Aussenseite, meist in Plattenform, befestigt werden, stark verbessert werden kann. It has long been known that the thermal and cold-insulating effect of bricks can be greatly improved by applying layers of insulation, for example those made of plastic foams, which are fastened to the inside or outside, usually in the form of a plate.
Solche Wärmedämmschichten wurden auch schon durch Ausschäumen an Ort und Stelle angebracht, indem in einem bestimmten Abstand zu einer konventionellen Ziegelwand eine solche aus Klinkerbausteinen errichtet wurde, worauf diese Klinkerwand an verschiedenen Stellen angebohrt und der Zwischenraum zwischen den beiden Wänden auf übliche Art ausgeschäumt wurde. Eine derartige Vorgangsweise ist sehr arbeitsintensiv, da zwei Wände errichtet werden müssen, und überdies die Anbringung der Bohrungen einen beachtlichen Arbeits- und Zeitaufwand bedeutet. Such thermal insulation layers have already been applied by foaming in place, at a certain distance from a conventional brick wall one made of clinker bricks, whereupon this clinker wall was drilled at various points and the space between the two walls was foamed in the usual way. Such a procedure is very labor intensive, since two walls have to be erected, and moreover, the drilling of the holes means a considerable amount of work and time.
Aus der AT-PS 252 780 ist auch schon bekannt, zur Erhöhung der Wärmedämmung Schaumstoffe in das Innere von Bausteinen, und zwar in eigens dafür vorgesehene Hohlräume, einzutragen. Hier sollen für die Schüttbauweise bestimmte Hohlsteine dadurch besser wärmedämmend werden, dass sie innerhalb einer der Wandungen mindestens eine vierseitig geschlossene, schlitzartige Ausnehmung besitzen, die parallel zur Wandung angeordnet ist, und die mit Schaumstoff, z.B. auf Styroporbasis, ausgefüllt wird, der im Rahmen der Produktion in Form vorgeschäumter Kügelchen eingebracht wird. Ferner kann in diese Ausnehmungen auch eine flüssige, schäumfähige Polyurethanmischung eingetragen werden, die dort zu einem leichten, wärmedämmenden Schaumstoff expandiert und aushärtet. Das hat den Nachteil, dass abgesehen vom arbeitsmässigen Aufwand bei völliger Füllung des zwangsläufig sehr schmalen Hohlraumes der Schaumstoff über das Niveau der Bausteinoberfläche ansteigt, und die dabei entstehende Schaumstoffkuppe erst entfernt werden muss, bevor der Baustein für Bauzwecke verwendet werden kann. Dazu kommt, dass bei der Ausschäumung der oben und unten offenen, schlitzartigen Hohlräume die schaumfähige Mischung auch nach unten austritt und sich unter dem Baustein verteilt, was einerseits die Anwendung von Trennmitteln nötig macht, andererseits aber auch einen Belag auf jenen Bausteinkanten verursacht, die vermörtelt werden sollen, was besonders bei Verwendung stark hydrophober Schäume eine schlechtere Bedeckung mit Mörtel bedingen kann. From AT-PS 252 780 it is also known to insert foams into the interior of building blocks to increase the thermal insulation, specifically in cavities provided for this purpose. Here, hollow blocks intended for bulk construction should be better insulated by virtue of the fact that within one of the walls they have at least one four-sided closed, slit-like recess which is arranged parallel to the wall and which is covered with foam, e.g. on a styrofoam basis, which is introduced in the form of pre-expanded beads during production. Furthermore, a liquid, foamable polyurethane mixture can be introduced into these recesses, which expands and cures there to form a light, heat-insulating foam. This has the disadvantage that, apart from the work involved, when the inevitably very narrow cavity is completely filled, the foam rises above the level of the block surface, and the resulting foam tip must first be removed before the block can be used for construction purposes. In addition, when the slit-like cavities, which are open at the top and bottom, are foamed, the foamable mixture also emerges at the bottom and is distributed under the block, which on the one hand makes it necessary to use release agents, but on the other hand also causes a coating on those block edges that mortar should be, which can result in poorer coverage with mortar, especially when using highly hydrophobic foams.
Dies tritt besonders dann in Erscheinung, wenn Schäume mit hohem Blähdruck eingesetzt werden. Die Verwendung von Bausteinen, in denen die Dämmschicht während der Produktion eingebracht wird, hat ferner den Nachteil, dass diese Dämmschicht auch dort, wo sie bis zum Niveau der Baustein-oberfläche reicht, in jeder Fuge von Baustein zu Baustein unterbrochen ist. This is particularly evident when foams with high inflation pressure are used. The use of building blocks, in which the insulation layer is introduced during production, has the further disadvantage that this insulation layer is interrupted from block to block in every joint, even where it reaches the level of the block surface.
Es konnte nun gefunden werden, dass es möglich ist, It has now been found that it is possible
solche Dämmschichten an Ort und Stelle anzubringen, ohne dass die Errichtung zweier Mauern nötig wäre, und dass dabei Dämmschichten erzielt werden, die sich zumindest in der senkrechten Richtung fugenlos über das gesamte Mauerwerk erstrecken. Voraussetzung dafür ist, dass von vorfabrizierten Bauelementen ausgegangen wird, die parallel zu einer Aussenwandung zumindest oben und unten offene Hohlräume aufweisen und von denen zumindest ein Teil in dieser Aussenwandung mit Öffnungen versehen ist, und dass man das aus diesen Bauelementen errichtete Mauerwerk erst während oder nach der Errichtung ausschäumt und zum Ausschäumen Harnstoff-Formaldehydharze verwendet. Zusätzlich zu dem Vorteil der Erzeugung einer in der senkrechten und gegebenenfalls auch in der waagrechten Richtung zusammenhängenden Dämmschicht besteht noch der weitere Vorteil, dass evtl. zwischen den Bauelementen bestehende Fugen oder Ritzen abgedichtet werden, während an diesen Stellen jedoch praktisch kein Schaumstoffaustritt zu beobachten ist. to install such insulation layers on the spot without the need to erect two walls and to achieve insulation layers that extend at least in the vertical direction seamlessly over the entire masonry. The prerequisite for this is that it is assumed that prefabricated components have open cavities parallel to an outer wall, at least at the top and bottom, and at least some of which are provided with openings in this outer wall, and that the masonry constructed from these components is only used during or after the construction foams and used for foaming urea-formaldehyde resins. In addition to the advantage of creating an insulating layer that is connected in the vertical and possibly also in the horizontal direction, there is the further advantage that any gaps or cracks between the components are sealed, while practically no foam leakage can be observed at these points.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren, das im Patentanspruch 1 definiert ist. Der für die Anbringung der Schaumstoffdämmschicht vorgesehene Hohlraum kann der einzige im Bauelement vorhandene Hohlraum sein. Es können aber noch weitere, gegebenenfalls auch grössere Hohlräume vorliegen, die z.B. mit Beton gemäss der Schüttbetonweise ausgefüllt werden können, oder aber auch lufterfüllt belassen sein können, soferne genügende statische Festigkeit gegeben ist. Vorzugsweise handelt es sich aus wirtschaftlichen Gründen bei dem zur Aufnahme des Schaumstoffes bestimmten Hohlraum um einen im Verhältnis zur Mauerstärke relativ schmalen Hohlraum. Da in allen Fällen der Hohlraum eines Bauelementes zumindest an zwei Seiten mit jenen angrenzender Bauelemente in Verbin5 The present invention accordingly relates to a method which is defined in claim 1. The cavity provided for the attachment of the foam insulation layer can be the only cavity present in the component. However, there may be other, possibly larger, cavities, e.g. can be filled with concrete according to the method of pouring concrete, or can also be left filled with air, provided there is sufficient static strength. For economic reasons, the cavity intended to accommodate the foam is preferably a cavity which is relatively narrow in relation to the wall thickness. Since in all cases the cavity of a component is connected at least on two sides with those of adjacent components in Verbin5
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dung steht, ist es nicht nötig, bei jedem Bauelement durch die in diesem vorhandene Öffnung das Schaumstoffharz einzutragen. Es genügt vielmehr, dieses in regelmässigen Abständen in das Mauerwerk einzuführen, wobei allerdings . gewährleistet sein muss, dass jeder im Mauerwerk befindliche abgeschlossene Hohlraum mit Schaumstoff befüllt wird, was vor allem dann zu beachten ist, wenn die dazu bestimmten Hohlräume vierflächig abgeschlossen sind, d.h. in waagrechter Richtung zwischen den Hohlräumen der Bauelemente keine Verbindung besteht. dung, it is not necessary to enter the foam resin for each component through the opening in this. Rather, it is sufficient to insert it into the masonry at regular intervals, although. It must be ensured that every closed cavity in the masonry is filled with foam, which is particularly important if the cavities intended for this are closed over four areas, i.e. there is no connection in the horizontal direction between the cavities of the components.
Der Abstand zwischen den Stellen, an denen das Schaumstoffharz zugeführt werden muss, richtet sich danach, ob es sich um einen rasch abbindenden oder langsam abbindenden Schaum handelt. Bei Verwendung eines Schaumes mit rascher Abbindedauer, z.B. einer solchen von 10-15 s, The distance between the points at which the foam resin has to be fed depends on whether it is a quick-setting or slow-setting foam. When using a foam with a fast setting time, e.g. 10-15 s,
müssen die Abstände kürzer sein als bei solchen Schäumen mit einer Abbindedauer von mehr als 30 s. In der Regel werden Schäume mit einer Abbindedauer von 10 bis 40 Sekunden gewählt. Die Abstände zwischen den Stellen der Schaumeintragung betragen beispielsweise 80 bis 120 cm. The distances must be shorter than with such foams with a setting time of more than 30 s. As a rule, foams with a setting time of 10 to 40 seconds are selected. The distances between the locations of the foam entry are, for example, 80 to 120 cm.
Auch die Grösse des auszuschäumenden Volumens und die Leistung der zur Verfügung stehenden Schäummaschinen beeinflussen den Abstand der Schaumeintragung. The size of the volume to be foamed and the performance of the available foaming machines also influence the spacing of the foam entry.
Das für die Schaumbildung verwendete Harnstoff/Formaldehyd-Harz kann die für die Herstellung von Schaum übliche Zusammensetzung haben. Vorzugsweise wird ein Schaum mit einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff von 1,6-1,35 verwendet. Das Mass der nach dem erfin-dungsgemässen Verfahrens erzielten Wärmedämmung hängt in bekannter Weise von der Dichte des verwendeten Schaums ab und kann daher nach Belieben eingestellt werden. The urea / formaldehyde resin used for foam formation can have the composition customary for the production of foam. A foam with a molar ratio of formaldehyde to urea of 1.6-1.35 is preferably used. The degree of thermal insulation achieved by the method according to the invention depends in a known manner on the density of the foam used and can therefore be adjusted as desired.
Wird eine fertige Mauer ausgeschäumt, können evtl. als oberste Schicht Bausteine verwendet werden, die auf der Oberseite geschlossen sind. Es kann aber auch die Oberkante fix oder auch nur vorübergehend mit plattenförmigen Elementen abgedeckt werden. Der Schaumvorgang kann aber auch bei oben offenen Hohlräumen ausgeführt werden, was in der Regel auch dann der Fall ist, wenn der Schaumeintrag von Zeit zu Zeit während der Errichtung der Mauer durchgeführt wird. Hier ist dann einfach darauf zu achten, dass der Schäumvorgang in dem Augenblick unterbrochen wird, in dem der Schaum das Niveau des oberen Randes der Mauer erreicht hat. If a finished wall is foamed, building blocks that are closed on the top can possibly be used as the top layer. However, the upper edge can also be covered permanently or only temporarily with plate-shaped elements. However, the foaming process can also be carried out with cavities open at the top, which is usually also the case if the foam is introduced from time to time during the construction of the wall. It is then simply necessary to ensure that the foaming process is interrupted at the moment when the foam has reached the level of the upper edge of the wall.
Da der erfindungsgemäss eingesetzte Schaum nach Unterbrechung der Schaumeintragung nicht nachdrückt, wird ein Schaumaustritt auf dem oberen Rand vermieden. Since the foam used according to the invention does not press on after the foam introduction has been interrupted, foam leakage on the upper edge is avoided.
Für die beschriebene Errichtung von wärmegedämmtem Mauerwerk können Bauelemente mit auszuschäumendem Hohlraum herangezogen werden, der an vier Seiten abgeschlossen ist. Solche Bauelemente besitzen einfach einen meist schlitzartigen Hohlraum hinter der aussenseitig anzuordnenden Wandung. Ist das Bauelement für die Schüttbauweise gedacht, wird das innen hohle Bauelement einfach durch eine der Aussenwandung parallele Wand in zwei Teile geteilt, wobei der zur Ausschäumung bestimmte Hohlraum meist schmäler ist. Er kann durch einen senkrechten Steg in zwei Hälften unterteilt sein. For the construction of thermally insulated masonry described, components with a cavity to be foamed can be used, which is closed on four sides. Such components simply have a mostly slit-like cavity behind the wall to be arranged on the outside. If the component is intended for bulk construction, the interior hollow component is simply divided into two parts by a wall parallel to the outer wall, the cavity intended for foaming being usually narrower. It can be divided into two halves by a vertical web.
Bei Errichtung einer Mauer aus solchen Bauelementen, die versetzt angeordnet sind, entstehen dann relativ schmale, das Mauerwerk in senkrechter Richtung zur Gänze durchziehende Hohlräume, die ausgeschäumt werden. Dazwischen müssen aber an den Stossstellen der Bauelemente Zonen in Kauf genommen werden, die nicht wärmegedämmt sind, ebenso wie dies bei Verwendung der Hohlsteine gemäss AT-PS 252 780 der Fall ist. When a wall is erected from such structural elements, which are arranged in a staggered manner, then relatively narrow cavities are created which completely extend through the masonry in the vertical direction and are foamed. In between, however, zones that are not thermally insulated must be accepted at the joints of the components, as is the case when using the hollow bricks according to AT-PS 252 780.
Bei dieser Variante des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Schaum in senkrechter Richtung in bestimmten Abständen durch Öffnungen in den Bauelementen zugeführt, In this variant of the method according to the invention, the foam is fed in the vertical direction at certain intervals through openings in the components,
die entweder als Löcher oder als Aussparungen in einer Längskante ausgebildet sein können. Waagrecht gesehen muss aber jeder Hohlraum, der von einem Bauelement der Basisreihe ausgeht, mit Schaum versorgt werden. In diesem s Fall ist es zweckmässig, in der untersten Lage alle nebeneinanderliegenden Bauelemente über die Öffnungen mit Schaum zu versorgen und dann in senkrechter Richtung mehrfach im Abstand von 80 bis 120 cm die Schaumzugabe zu wiederholen. Da die Höhe der Bauelemente im allge-lo meinen geringer ist als dieser Abstand, werden zweckmässig zwischen Lagen von Bauelementen mit Öffnungen eine entsprechende Anzahl von Lagen von Bauelementen ohne Öffnungen angeordnet. Nicht zur Schaumeinführung benötigte, gegebenenfalls vorhandene Öffnungen sollten vorüberge-15 hend verschlossen werden. which can either be formed as holes or as recesses in a longitudinal edge. Viewed horizontally, however, every cavity that originates from a component in the basic row must be supplied with foam. In this case, it is expedient to supply all components lying next to each other with foam in the lowest position via the openings and then to repeat the foam addition several times in a vertical direction at a distance of 80 to 120 cm. Since the height of the components is generally less than this distance, a corresponding number of layers of components without openings are expediently arranged between layers of components with openings. Any openings that are not required for foam insertion should be temporarily closed.
Noch zweckmässiger im Hinblick auf die zu erzielende Wärmedämmung ist es, das Mauerwerk aus Bauelementen herzustellen, bei denen der auszuschäumende Hohlraum nur auf drei Seiten abgeschlossen ist, das heisst, bei denen die 20 Seiten offen bleiben. Die aussenseitig anzuordnende Wandlung ist dann über Stege an dem Hauptkörper des Bauelementes befestigt, wobei die Stege vorzugsweise nicht über die ganze Höhe des Bauelementes reichen, so dass ein waagrechter Fluss des Schaumes ebenso möglich ist. Die Stege 25 können an den Seitenkanten angeordnet sein, bevorzugt sind sie aber eingerückt, sodass die durch zwei aneinandergren-zende Bauelemente gebildeten Fugen durch eine durchgehende Schaumstoffschicht abgedeckt sind. Ein solches Bauelement ist beispielsweise in den Figuren 1 und 2 dargestellt, 30 wobei Figur 1 die Ansicht von vorne, Figur 2 die Ansicht von oben darstellt. Es bedeuten 1 die aussenseitig anzuordnende Wandung, 2 den auszuschäumenden Hohlraum, 3 die Stege, mit denen die vordere Wandung 1 mit der hinteren Begrenzungswand 4 des aussenseitig anzuordnende Hohlraumes 2 35 verbunden ist, 5 die Öffnung, die hier durch eine Aussparung in der vorderen Wandung 1 gebildet wird, 6 die Seitenwände des eigentlichen Körpers des Bauelementes und 7 einen weiteren vierflächig umschlossenen Hohlraum, der z.B. mit Beton gefüllt wird. Bei Verwendung solcher Bauelemente ist 40 auch eine waagrechte Verbindung des Schaumstoffes möglich, sodass eine durchgehende Schaumstoffdämm-schicht entsteht, in der die Stege 3 gewissermassen als Inseln bestehen bleiben. Hier sollen bei Errichtung des Mauerwerkes sowohl in senkrechter als auch in waagrechter Rich-45 tung zwischen Bauelementen mit Öffnung 5 solche ohne Öffnung angeordnet werden, sodass die zweckmässigen Abstände zwischen den Öffnungen erzielt werden. Natürlich können die Abstände zwischen den Öffnungen auch relativ klein, z.B. zwischen 20 und 30 cm, gehalten werden, was aber so in der Regel nicht erforderlich ist und das Verfahren nur aufwendiger macht. Abstände von 80 bis 120 cm haben sich meistens gut bewährt. With regard to the thermal insulation to be achieved, it is even more expedient to produce the masonry from components in which the cavity to be foamed is only closed on three sides, that is to say with the 20 sides remaining open. The conversion to be arranged on the outside is then fastened to the main body of the component via webs, the webs preferably not extending over the entire height of the component, so that a horizontal flow of the foam is also possible. The webs 25 can be arranged on the side edges, but they are preferably indented, so that the joints formed by two adjoining components are covered by a continuous foam layer. Such a component is shown, for example, in FIGS. 1 and 2, 30 in which FIG. 1 shows the view from the front and FIG. 2 shows the view from above. 1 means the wall to be arranged on the outside, 2 the cavity to be foamed, 3 the webs with which the front wall 1 is connected to the rear boundary wall 4 of the cavity 2 35 to be arranged on the outside, 5 the opening, which here is formed by a recess in the front wall 1 is formed, 6 the side walls of the actual body of the component and 7 a further four-dimensionally enclosed cavity which, for example is filled with concrete. When such components are used, a horizontal connection of the foam is also possible, so that a continuous foam insulation layer is created, in which the webs 3 remain to a certain extent as islands. Here, when the masonry is erected, both in the vertical and in the horizontal direction between components with opening 5, those without opening should be arranged so that the appropriate distances between the openings are achieved. Of course, the distances between the openings can also be relatively small, e.g. between 20 and 30 cm, which is usually not necessary and only makes the process more complex. Distances of 80 to 120 cm have mostly proven their worth.
Die aussenseitig anzuordnende Wandung 1 ist hierbei meist aus dem gleichen Material wie der übrige Teil des Bau-55 dementes. Es können aber auch relativ dünne Wandungen 1, z.B. solche aus Gipskartonplatten oder Holzwolleleichtbauplatten mit Wandstärken von z.B. 10 bis 40 mm verwendet und unter Druck ausgeschäumt werden. Da der Blähdruck des erfindungsgemäss verwendeten Harnstoffharzes relativ 60 niedrig ist, verformen sich auch solcherart ausgestaltete Bauelemente hierbei nicht. Das Harnstoffharz als Schaumrohstoff bewirkt zusätzlich auch ein günstiges Brandverhalten. The outside wall 1 is usually made of the same material as the rest of the construction 55 dementes. However, relatively thin walls 1, e.g. those made of plasterboard or lightweight wood wool panels with wall thicknesses of e.g. 10 to 40 mm are used and foamed under pressure. Since the expansion pressure of the urea resin used according to the invention is relatively low, components designed in this way do not deform. The urea resin as a foam raw material also causes favorable fire behavior.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand des nachstehenden Beispieles näher erläutert. The method according to the invention is explained in more detail with the aid of the example below.
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Beispiel example
Aus oben und unten offenen Bauelementen einer Dimension von 125 x 32 x 25 cm, einer Wandstärke von 3 cm und Made up of open elements at the top and bottom with a dimension of 125 x 32 x 25 cm, a wall thickness of 3 cm and
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einem einzigen, mittels senkrechten Stegen gebildeten Hohlraum von 5 cm Tiefe, der also auf 4 Seiten begrenzt war, wurde in versetzter Bauweise eine Mauer von 5 m Breite und 2 m Höhe errichtet. Die unterste waagrechte Bauelementreihe sowie jede weitere vierte Reihe waren aus Bauelementen gebildet, die am unteren Rand der äusseren Wandung eine Öffnung von 3 cm Durchmesser besassen. Die übrigen Bauelemente besassen keine Öffnungen in der äusseren Wandung, waren aber sonst völlig gleich gestaltet wie jene mit Öffnungen. In a single cavity of 5 cm depth formed by vertical webs, which was therefore limited to 4 sides, a wall of 5 m width and 2 m height was built in staggered construction. The bottom horizontal row of components as well as every fourth row were made up of components that had an opening of 3 cm in diameter at the lower edge of the outer wall. The other components had no openings in the outer wall, but were otherwise completely identical to those with openings.
Durch die vorhandenen Öffnungen wurden innerhalb von 10 min 0,5 m3 eines Harnstoff/Formaldehyd-Schaumstoffharzes eingebracht, der ein molares Verhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff von 1,45 besass. Der Einspritzdruck der s Komponenten des Schaumstoffharzes lag bie 2,5 bis 4 bar. 0.5 m3 of a urea / formaldehyde foam resin, which had a molar ratio of formaldehyde to urea of 1.45, was introduced through the existing openings within 10 min. The injection pressure of the components of the foam resin was 2.5 to 4 bar.
Der Schaum erstarrte innerhalb von 25 Sekunden und hatte danach eine Dichte von 15kg/m3. Ein Austreten des Schaumes durch die waagrechten Fugen der Wand fand nur geringfügig statt. Die Hohlräume der Wand waren volilo ständig mit Schaum erfüllt. The foam solidified within 25 seconds and then had a density of 15kg / m3. The foam escaped only slightly through the horizontal joints of the wall. The cavities in the wall were constantly filled with foam.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (5)
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DE2033082A1 (en) * | 1970-07-03 | 1972-06-22 | Gebhart Siegfried, 7971 Aichstetten | Hollow block with an insulating intermediate layer |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |