DE10063398A1 - Beschichtete Kunststoffschaumplatte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verbundplatten, insbesondere für ein Umkehrdach, bei dem zwischen einer Mineralschicht und einer Kunststoffschaumschicht eine Zwischenschicht aus Kunststoffschaum vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht mit Noppen eine Beabstandung der Mineralschicht bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine beschichtete Kunststoffschaumplatte, insbesondere für ein Umkehrdach und insbesondere mit begehbarer Mineralschicht, z. B. Mörtelschicht oder Betonschicht.

Das Umkehrdach ist eine Weiterentwicklung bekannter Flachdächer.

Flachdächer besitzen in ihrer ursprünglichen Form in der Regel nur eine Unterkonstruktion mit Balken und darüber liegenden Brettern und einer darauf liegenden Abdichtung. Im Winter erweisen sich die darunter liegenden Räume als kaum beheizbar.

Flachdachkonstruktionen für bewohnte Räume sind deshalb immer mit einer Wärmedämmung unterhalb der Abdichtung versehen. Dabei hat die Vergangenheit immer größere Anforderungen an die Wärmedämmung gestellt.

Hallen sind ganz überwiegend als Flachdächer ausgeführt.

Auch bei Flachdachhallen ist die Wärmedämmung Standard geworden.

Als Abdichtung sind früher Bitumenbahnen auf der Unterkonstruktion verklebt worden. Die Bitumenbahnen waren glatt. Später sind die Bitumenbahnen besplittet worden.

Zu den Bitumenbahnen sind im Laufe der Zeit Kunststoffabdichtungsbahnen als Abdichtungen hinzu gekommen.

Sowohl die Bitumenbahnen als auch die Kunststoffabdichtungsbahnen leiden unter den Folgen der Sonneneinstrahlung. Dabei zeigt nicht nur das Sonnenlicht an sich schädigende Wirkung. Auch die Wärmeentwicklung verursacht Schäden. Es geht die Dehnungsfähigkeit verloren, um z. B. bei Kälte die Schrumpfung auszugleichen. Das Temperaturgefälle zwischen den heißesten Stellen im Sommer und den kältesten Stellen im Winter kann 80 Grad Celsius und mehr betragen. Dabei werden im Sommer an windgeschützten Stellen leicht 60 Grad Celsius an den üblicherweise schwarzen Dichtungen gemessen.

Die Dichtung hat das zusätzliche Problem der Befestigung. Die Befestigung soll gegen angreifende Windlasten sichern. Zur Befestigung sind zwei Systeme gebräuchlich.

Das eine System sieht eine Beschwerung der Abdichtung vor. Üblicherweise wird dazu eine Bekiesung vorgenommen. Es wird grobkörniger Kies auf die Abdichtung geschüttet. Das Gewicht des Kieses muß größer sein als die maximal vorkommenden Windlasten.

Erfahrungsgemäße geht von dem Kies auch eine Gefahr aus, nämlich eine Beschädigungsgefahr. Es ist bekannt, daß die Abdichtung bei nicht vermeidbaren Begehungen des Daches mit dem Kies durchtreten wird. Das gilt besonders für Sommertage, an denen die Abdichtung aufgrund der Erwärmung nachgiebig ist.

Das andere System sieht die Verwendung von Dachbefestigern vor. Die Dachbefestiger bestehen aus Schrauben und Tellern. Die Teller werden auf die Abdichtungsbahnen aufgelegt, die Schrauben durch die Teller und durch die Abdichtungsbahn in die Unterkonstruktion geschraubt. Die Schrauben müssen dabei durch die Wärmedämmung hindurchgreifen.

Mit den Tellern wird die Abdichtung gegen die Wärmedämmung und gegen die Unterkonstruktion gepreßt. Dieses Befestigungssystem kann noch eine zusätzliche Belastung für die Abdichtung verursachen.

Ein wesentlicher Teil obiger Probleme kann mit dem Umkehrdach gelöst werden.

Das Umkehrdach wird durch eine Wärmedämmung gebildet, die einfach oben auf die bisherige Abdichtung gelegt wird. Besonders geeignet für ein Umkehrdach sind sogenannte XPS-Platten. Dabei handelt es sich um extrusionsgeschäumte Kunststoffplatten, die kein Wasser aufnehmen oder nur in geringem Umfang Wasser aufnehmen.

Die Platten schützen die darunter liegende Abdichtung vor dem Licht und vor Temperatureinwirkungen. Gerade die Temperaturwechsel verursachen eine erhebliche Materialbelastung.

Die Platten bilden eine zusätzliche Wärmedämmung und ergänzen die bisherige Wärmedämmung. Dadurch kann die Dämmung insgesamt auf ein gewünschtes bzw. zeitgemäßes Niveau aufgehoben werden.

Zur weiteren Ausgestaltung des Umkehrdaches ist auch vorgeschlagen worden, die Platten oberseitig mit einer Mörtelschicht oder mit einer Betonschicht zu versehen. Die Mörtelschicht bzw. Betonschicht dient der Beschwerung der Platten und schützt die Abdichtung bei der Begehung.

Die Mörtelschicht bzw. Betonschicht wird in einer bekannten Ausführungsform vorgefertigt und in Form von Platten mit den Kunststoffschaumplatten verklebt.

In einer anderen Ausführungsform wird die Mörtelschicht bzw. Betonschicht angeformt.

Die so hergestellten Verbundplatten werden lose auf die blanke Abdichtung gelegt. Aufgrund ihres vorbestimmten Flächengewichtes besitzen die Verbundplatten einen ausreichenden Widerstand gegen Windlasten.

Allerdings zeigt sich an den Platten nach der Verbindung von Kunststoffschaum und Mörtel/Beton ein Dehnungsproblem. Während die Mineralschicht eine sehr geringe Dehnung besitzt, hat die Kunststoffschaumschicht eine relativ große Dehnung. Infolgedessen neigen die beschichteten Platten zum Schüsseln. Es entsteht eine häßliche Krümmung. Die Platten liegen unten teilweise hohl. In den Hohlraum können feste Partikel eindringen, die beim Begehen der Platten in die Abdichtung gedrückt werden. Die aufstehenden Kanten der Platten bilden Stolperkanten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schüsseln zu verringern. Nach der Erfindung ist dazu eine teilweise Hinterlüftung der Mineralschicht vorgesehen. Die Mineralschicht ist dabei von der Kunststoffschaumplatte beabstandet. Die Beabstandung schließt auch ein, daß die Mineralschicht von einer dünneren Kunststoffschaumzwischenschicht getragen wird. Das heißt, die dünnere Kunststoffschaumzwischenschicht ist zwischen der Mineralschicht und der Kunststoffschaumplatte vorgesehen.

Vorzugsweise dient die dünnere Kunststoffschaumzwischenschicht zur Abstandsbildung. Die dünnere Kunststoffschaumzwischenschicht kann als Noppenplatte oder Noppenschicht ausgebildet sein. Die Noppen bewirken den Abstand. Anstelle der Noppen oder zusammen mit den Noppen können auch Stege Anwendung finden. In jedem Fall sind die Noppen oder Stege zur Kunststoffschaumplatte hin angeordnet und mit ihr verklebt oder verschweißt.

Die Hinterlüftung reduziert die Erwärmung der Kunststoffschaumplatte und deren Dehnung.

Die Noppen und Stege sind gleichmäßig verteilt angeordnet. Dabei ist mit D der Noppendurchmesser, mit A der Noppenabstand und H die Noppenhöhe bezeichnet. S bezeichnet die Dicke der Kunststoffschaumzwischenschicht ohne Noppen. Die Abmessungen liegen in folgenden Bereichen:
D von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm
A von 5 bis 100 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm
H von 2 bis 30 mm, vorzugsweise 10 bis 15 mm
S von 2 bis 30 mm, vorzugsweise 12 bis 20 mm

Die Noppen haben wahlweise eine rund und/oder eckig und/oder teilweise gerade verlaufende Außenform.

Bei den Stegen ist anstelle des Durchmessers D die Stegbreite B wie folgt zu berücksichtigen
B von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm.

Die Steglänge kann beliebig sein. Die Steglänge findet ihre Grenze an der Plattenlänge. Die Stege können gleichermaßen wie die Noppen rund und/oder eckig und/oder teilweise gerade verlaufen.

Die Dicke der Mineralschicht ergibt sich aus der gewünschten Mindestgewicht.

Die Dicke der Kunststoffschaumschicht aus der gewünschten Wärmedämmung im Umkehrdach.

Die Kunststoffschaumplatte besteht wegen der Frage der Wasseraufnahme vorzugsweise aus einem extrudierten Schaum, zum Beispiel extrudiertem Polystyrolschaum (XPS). Die Kunststoffschaumzwischenschicht kann auch aus einem Partikelschaum bestehen, z. B. aus Polystyrol-Partikelschaum (EPS). Hier ist die Wasseraufnahme weniger bedeutsam, weil die Wasserberührung nur sehr gering ist. Wesentlich mehr Gewicht hat der Vorteil, daß die Noppen und die Stege an die Kunststoffschaumzwischenschicht angeformt werden können, wenn das Partikelschaum-Formteil erzeugt wird.

Das Raumgewicht der Kunststoffschaumplatte bewegt sich im üblichen Rahmen, vorzugsweise zwischen 30 und 45 kg pro Kubikmeter bei PS, bei anderen Kunststoffen wie PP oder PE entsprechend.

Das Raumgewicht der Kunststoffschaumzwischenschicht weicht nicht mehr als 20 kg, vorzugsweise nicht mehr als 5 kg pro Kubikmeter von dem Raumgewicht der Kunststoffschaumplatte ab, wenn es sich um gleichen Kunststoff handelt. Bei unterschiedlichen Kunststoffen verschiebt sich die Grenze der Gewichtsabweichung in dem Umfang, wie die üblichen Raumgewichte von Kunststoffschaumplatten aus den dann relevanten Kunststoffen voneinander abweichen.

Die für das Formteil aus Partikelschaum verwendeten Kunststoffschaumpartikel haben einen Durchmesser von 0,5 bis 12 mm, in Abhängigkeit von der gewählten Noppenhöhe und der gewählten Dicke der Kunststoffschaumzwischenschicht ohne Noppen. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Kunststoffschaumpartikel höchstens halb so groß wie die gewählte Noppenhöhe bzw. die gewählte Dicke der Kunststoffschaumzwischenschicht ohne Noppen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Mit 1 ist eine Mineralschicht aus Sand und einem geeigneten Kleber bezeichnet. Die Dicke S der Schicht 1 ist 10 mm.

Mit 4 ist eine 40 mm dicke Kunststoffplatte aus extrudiertem Polystyrol bezeichnet. Die Extrusion findet mittels eines Extruders statt. Dabei wird das Polystyrol in Granulatform mit Zuschlägen in den Extruder aufgegeben und plastifiziert. Zugleich wird die entstehende Schmelze homogenisiert. In die Schmelze wird dann ein Treibmittel/Treibgas eingegeben, das unter dem im Extruder herrschenden Druck nicht expandieren kann. Das Treibmittel wird ebenfalls gleichmäßig verteilt. Dann wird die Schmelze auf Extrusionstemperatur, etwa 110 Grad Celsius abgekühlt und durch eine Düse gepreßt. In Strömungsrichtung der Schmelze herrscht hinter der Düse Umgebungsdruck. Der Schmelzedruck fällt deshalb hinter der Düse entsprechend ab. Das Treibmittel expandiert. Es entstehen die vielen kleinen gewünschten Zellen im Kunststoff, die den Schaum bilden. Der Schaum tritt zunächst als Strang aus. Er wird an allen Seiten konfektioniert, das heißt auf das gewünschte Maß gebracht. Das kann spanlos mittels eines Kalibrators während des Aufschäumens erfolgen. Das kann auch nach Verfestigung des Schaumes spanabhebend z. B. durch Fräsen erfolgen.

Im Ausführungsbeispiel hat die Kunststoffschaumschicht 4 ein Raumgewicht von 35 kg pro Kubikmeter.

Mit 2 ist eine Kunststoffschaumzwischenschicht bezeichnet, die zur Kunststoffschaumschicht 4 hin Noppen 3 besitzt. Die Kunststoffschaumzwischenschicht 2 besteht aus EPS. Die Schicht 2 hat ohne Noppen eine Dicke von 15 mm, die Nocken 3 besitzen eine Dicke von 10 mm. Die Nocken 3 haben einen Durchmesser von 25 mm und sind in einem Abstand von 25 gleichmäßig über die Fläche verteilt. Die Form der Nocken ist rund.

Die Schicht 2 hat ein Raumgewicht von 30 kg pro Kubikmeter.

Die Schicht 2 ist mit dem Noppen als Platte in einer Form aus Kunststoffschaumteilchen mit einem Durchmesser von 4 mm hergestellt worden. Dabei sind die Teilchen mit Trägerluft in die Form unter Druck geblasen worden. Die gefüllte Form ist geschlossen worden und mit Heißdampf beaufschlagt worden. Der Heißdampf erweicht die Schaumteilchen an ihrer Oberfläche, so daß sie unter dem gleichzeitig herrschenden Druck miteinander verschweißen.

Die Mineralschicht 1 ist unmittelbar an die Kunststoffschaumzwischenschicht angeformt worden, die Kunststoffschaumzwischenschicht mit der Kunststoffschaumschicht verklebt.

Claims (10)

1. Verbundplatte aus einer Mineralschicht und eine Kunststoffschaumschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralschicht (1) zur Hinterlüftung von der Kunststoffschaumschicht (4) beabstandet ist.

2. Verbundplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kunststoffschaumzwischenschicht (2) zur Beabstandung.

3. Verbundplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschaumzwischenschicht (2) mit Noppen (3) und/oder Stegen versehen ist.

4. Verbundplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen der Kunstststoffschaumzwischenschicht (2) folgende Abmessungen aufweisen:
D von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm,
A von 5 bis 100 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm,
H von 2 bis 30 mm, vorzugsweise 10 bis 15 mm;
worin D der Durchmesser ist, A der Abstand, H die Höhe der Noppen.

5. Verbundplatte nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stegen eine Stegbreit von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm gegeben ist.

6. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (3) oder Stege zur Kunststoffschaumschicht (4) hin weisen.

7. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschaumzwischenschicht (2) mit der Kunststoffschaumschicht (4) verklebt ist und/oder die Mineralschicht (1) angeformt ist.

8. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine Kunststoffschaumzwischenschicht (2) aus Partikelschaum.

9. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumgewicht der Kunststoffschaumzwischenschicht (2) von dem Raumgewicht der Kunststoffschaumschicht (4) bei gleichem Kunststoff nicht mehr als 20 kg pro Kubikmeter, vorzugsweise nicht mehr als 5 kg pro Kubikmeter abweicht.

10. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschaumzwischenschicht (2) aus PS oder PP oder PE besteht.