DE10021765A1 - Strangschäumungstechnologie PURBau-Technologie - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die bisherigen Bautechnologien (Tunnelschal- oder Gleitschalverfahren) sind mit den Baumaterialien Beton und Stahl durch hohen Kosten- und Zeitaufwand charakterisiert. Die üblichen Bautechnologien nutzen eine breite Palette vorgefertigter Blockbausteine verschiedenster Werkstoffe und Werkstoffkombinationen wie Beton, Gasbeton, Lehm, Tonbrand, Polystyrol-Beton-Verbunde u. a.

Problem

Durch die Bindung der herkömmlichen Tunnelschalverfahren an die Baustoffe Stahl und Beton mit langen Abbindezeiten und dem hohen Kostenaufwand des Schalungs­ transportes werden diese fast ausschließlich nur bei Ingenieurspezialbauten angewendet.

Bei bisher bekannten Aufschäumungstechnologien wie z. B. der Herstellung von Schaumbeton oder anderen aufgeschäumten organischen Baumaterialien mit Wasserglas ist eine solche zielgerichtete Berechnung und Steuerung einer gleichförmigen Porenbildung kaum realisierbar.

Lösung

Das neue Verfahrenskonzept für die Herstellung der PURBau-Formkörper nach der Strangschäumungstechnologie wurde aus dem bekannten Tunnelschalverfahren oder Gleitschalverfahren abgeleitet.

Die PURBau-Technologie ist eine rechnergestützte Strangschäumungstechnologie auf der Basis von gefülltem PUR-Hartschaum, der am Bauort als Mehr- Komponenten-System gemischt und mit Hilfe einer selbstfahrenden Polyurethan- Spritzgießform (Schalrahmen) (s. Fig. 1), die gleichzeitig als Reaktorraum für die chemischen Reaktionskomponenten fungiert, in monolitische, räumliche Baukörper gebracht wird.

Die PURBau-Technologie zielt auf einen einzigen, fließend wiederholbaren Bautakt, mit dem Wand-Decken-Bauteile, Dächer, Schalen oder Kuppeln sozusagen scheibchenweise/segmentweise hergestellt werden.

Über ein System von Einspritzdüsen (s. Fig. 1 u. 4) wird in einem rechnergestützten Verfahren das Aufschäumungsverhalten, die Porenbildung und die Dimensionierung der Baukörperbildung gesteuert.

Über die Materialzusammensetzung werden die Größe der Schaumgitter- bzw. Porenstruktur des Werk-/Baustoffes und die Werkstoffparameter Druck-, Schub- und Zugfestigkeit sowie die Dämmeigenschaften des gefüllten PUR-Hartschaums gesteuert.

Durch die verfahrensbedingte getrennte Aufbereitung und das Einspritzen der Reaktionskomponenten in die Gleitschalung findet in einem gesteuerten Aufschäumprozeß die eigentliche Werk-/Baustoffherstellung mit Volumenvergrößerung statt. Abbindeprozesse und Porenbildung des PURBau-Wertstoffs werden durch das Mischungsverhältnis bzw. die Rezeptur des PUR-Systems und die Raktionsparameter variabel gesteuert.

Erreichte Vorteile

Gegenüber dem traditionellen Montagebau von Decken und Wänden wird mit der neuen Bautechnologie ein kompletter räumlicher Baukörper mit Wand und Decke in einem kurzfristigen, gleitenden Verfahren hergestellt.

Die Strangschäumungstechnologie mit gefüllten PUR-Hartschäumen ermöglicht erstmalig die Vor-Ort-Schäumung von raumbildenden, selbsttragenden Bauteilen auf Basis kostengünstiger PUR-Hartschaumsysteme.

Die Strangschäumungstechnologie ist gegenüber der Tunnelschaltechnologie relativ unabhängig von Umwelteinflüssen und der Vorproduktion der abbindenden Baustoffe wie zum Beispiel Beton. Das ermöglicht eine breite Anwendbarkeit im Wohnungsbau, Gewerbebau und im Bau von Einrichtungen der technischen Infrastruktur.

Durch die neuartige Verknüpfung von Materialbildung und Bautechnologie wird es möglich, die Bauzeiten gegenüber herkömmlichen Bautechnologien um das ca. 20-fache zu senken.

Zur Reduzierung des Materialverbrauchs und zur Vor-Ort-Steuerung der statischen und konstruktiven Materialeigenschaften ist bei der Herstellung eines PURBau-Gebäudes die Produktion von wabenartigen (Fig. 7) Wand- und Deckenbauteilen möglich, die je nach den statischen und konstruktiven Anforderungen zugeschnitten sind.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist als Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 der Zeichnung 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau für die stranggeschäumte Erdgeschosselnheit und die nach deren Aushärtung erfolgende Schäumung eines Obergeschoß-Elementes.

Der Schalrahmen fungiert als ein nach vorn offener Reaktor, wird auf Schienen geführt und bewegt sich entgegengesetzt der Schäumungsrichtung

Fig. 2 zeigt die Führungsschiene für die Rollen des Schalrahmens, der gleichzeitig den Verbund mit dem aufsetzenden Schalelement sichert.

Fig. 3 auf Zeichnung 2 zeigt die Prinziplösung für die Herstellung eines Versorgungskanals. Das Komponentensystem A und das Komponentensystem B wird gesondert gemischt und über Misch- und Dosierköpfe, die auf der Rückseite des als Reaktor fungierenden Schalrahmens angeordnet sind, in den Schalrahmen eingebracht und zur chemischen Reaktion gebracht.

Fig. 4 der Zeichnung 3 zeigt den Schalrahmen im Querschnitt mit angedeuteten Eintrags­ system (A) für die Reaktionskomponenten und die schematische Darstellung der Schaumbildung und Aushärtung.

Fig. 5 bis 7 zeigen mögliche Varianten von Raumformen einzeln und in Kombination.

Claims (2)

1. Die Erfindung der Strangschäumungstechnologie (PURBau Technologie) dient der Herstellung von vertikalen oder horizontalen rohr- oder tunnelartigen Baukörpern sowie von selbsttragenden Freiform-Baukörpern und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein gefülltes Polyurethan-Hartschaum-System im Gleitschalverfahren in einem nach vorne offenen, temperierten, beweglichen Gleitreaktor über ein Misch- und Dosierkopfsystem eingebracht und innerhalb weniger Minuten zu Segmenten von Baukörpern ausreagiert (vgl. Fig. 1).

2. Die Strangschäumungstechnologie nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der statischen, konstruktiven, bauphysikalischen und ökologischen Werkstoffeigenschaften vor Ort erfolgt, und zwar in dem den Formkörper ausformenden Reaktor (vgl. Fig. 3):

• a) über die Steuerung der Anteile der Materialkomponenten des gefüllten Polyurethanhartschaums:
  Polyurethanhartschaumkomponenten Komponente A: Polyhydroxylverbindungen mit Zusatzstoffen, Komponente B: Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat bzw. Derivate),
  Glasfasern
  reaktive Keramikpulver sowie
• b) durch die einstellbaren Prozessparameter Temperatur und Druck.