DE102011014396B4

DE102011014396B4 - Zementspanplatte

Info

Publication number: DE102011014396B4
Application number: DE201110014396
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Borcherding; Berndt Greten
Original assignee: BINOS GmbH
Current assignee: BINOS GmbH
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2031-03-19
Also published as: EA201100408A1; DE202010004204U1; DE102011014396A1; EA021782B1

Abstract

Zementgebundene, als Füllmaterial Holzspäne enthaltende Bauplatte (10), die eine Mittelschicht (3), eine untere Deckschicht (1) sowie eine obere Deckschicht (5) und zwischen der Mittelschicht (3) und der jeweiligen Deckschicht (1, 5) jeweils eine Zwischenschicht (2, 4) aufweist, wobei die Zwischenschichten (2, 4) grobe Holzspäne (21, 41) enthalten, die gröber sind als die größten, sich in der Mittelschicht (3) befindenden Holzspäne (33), dadurch gekennzeichnet, dass die groben Holzspäne (21, 41) der Zwischenschichten (2, 4) eine Länge von 40 bis 60 mm, eine Breite von 15 bis 30 mm und eine Dicke von 0,35 bis 0,65 mm aufweisen und dass die Deckschicht (5), die aus der obersten Schicht eines während der Plattenherstellung geformten Vlieses entstanden ist, in der fertigen Platte (10) und bezogen auf diese einen höheren Materialanteil als die andere Deckschicht (1) ausmacht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bauplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Bauplatte dient zur Herstellung von flächigen Baueinheiten eines Gebäudes. Die Bauplatte weist als Füllmaterial Holzspäne auf, die mineralisch gebunden sind, und zwar mittels Zement. Bauplatten, womit im Folgenden genauer gesagt die ”Bauspanplatte” gemeint ist, müssen eine hohe Festigkeit und eine hohe Wasserbeständigkeit aufweisen. Letztere wird insbesondere durch zwei äußere Deckschichten erreicht, die feine Späne aufweisen. Zudem weisen zementgebundene Spanplatten gegenüber organisch gebundenen Spanplatten als Vorteile auf, dass sie formaldehydfrei und ökologischer sind und ein günstigeres Brandverhalten aufweisen.
Aus der DT 25 48 210 A1 ist eine gattungsgemäße Zementspanplatte bekannt. Bei dieser 5-schichtigen Bauplatte, welche symmetrisch aufgebaut ist, folgt auf eine erste äußere Feinschicht die zweite Schicht mit größeren Spänen, dann eine Mittelschicht mit Feinmaterial, dann wieder eine Schicht mit größeren Spänen und schließlich wieder eine äußere Feinschicht (Deckschicht). Die zweite und vierte Schicht mit größeren oder groben Spänen tragen sehr viel zur Biegezugfestigkeit der Platte bei, wobei es sich bei den groben Spänen um ”Normalgut” handelt, nämlich Späne mit einer Länge von 8 bis 20 mm und einer Dicke von maximal 0,8 mm.
Die bekannte Bauplatte ist insgesamt symmetrisch aufgebaut, d. h. die beiden Deckschichten sind in ihrer Struktur und Dicke gleich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bauplatte dahingehend zu verbessern, dass sie eine geringere Linearausdehnung bei Feuchtigkeitsaufnahme aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Bauplatte weist fünf Schichten auf, nämlich bei der liegenden Platte von unten nach oben betrachtet eine untere Deckschicht, eine Zwischenschicht, eine Mittelschicht, eine weitere Zwischenschicht und eine obere Deckschicht. Die beiden Zwischenschichten enthalten grobe Holzspäne, die gröber bzw. größer sind als die größten Holzspäne der Mittelschicht. Die groben Holzspäne der Zwischenschicht besitzen eine Länge von 40 bis 60 mm, eine Breite von 15 bis 30 mm und eine Dicke von 0,35 bis 0,65 mm. Somit handelt es sich bei diesen Spänen um großflächige Späne. Die Fläche dieser Grobspäne ist um ein Vielfaches größer als die Fläche der Späne in den Zwischenschichten der obigen bekannten Platte.
Versuche haben ergeben, dass die Linearausdehnung der erfindungsgemäßen Bauplatte im Bereich von 0,2 bis 0,25% liegt, wobei die Linearausdehnung geprüft wird nach den Vorschriften der EN Norm 318 unter den Temperatur- und Feuchtebedingungen 20°C und 30% relative Luftfeuchtigkeit und Veränderung auf 20°C und 85% relative Luftfeuchtigkeit. Herkömmlich weist die Linearausdehnung hingegen einen Wert von 0,3% auf. Dieser Unterschied bedeutet anders ausgedrückt, dass eine 10 m lange Wand aus erfindungsgemäßen Bauplatten sich um 5 mm weniger in der Länge ausdehnt, als eine aus herkömmlichen Platten hergestellte Wand, bei einer Zunahme der relativen Luftfeuchtigkeit von 30% auf 85% und einer Temperatur von 20°C. Dies ist ein erheblicher Vorteil, vor dem Hintergrund, dass eine Dehnungsfuge zur Kompensation einer Längenausdehnung zwischen benachbarten Bauplatten vorgesehen werden muss. Zum Vergleich wird darauf hingewiesen, dass früher erlaubte Asbestspanplatten bzw. Asbestzementspanplatten eine Längenausdehnung von nur 0,15% aufwiesen, was für sich genommen eine hervorragende Eigenschaft war. Mit der erfindungsgemäßen Bauplatte ist eine deutliche Annäherung an diesen Wert gelungen.
Es kann als Grund für den verbesserten Längenausdehnungswert der erfindungsgemäßen Bauplatte vermutet werden, dass sich die Eigenschaft grober Späne, sich bei Feuchtigkeit in der Länge relativ gesehen weniger auszudehnen als feine Späne, auf die gesamte Bauplatte überträgt, so dass die Zwischenschichten auch die Mittelschicht und die Deckschichten in einem gewissen Maße daran hindern, sich stärker in der Länge auszudehnen. Auf jeden Fall dehnen sich die einzelnen Schichten nicht unterschiedlich stark in der Länge aus, so dass die Schichten nicht etwa in dem Bereich, wo sie aneinander anliegen, voneinander ”abreißen” würden. Wenngleich der Mechanismus, der der verringerten Linearausdehnung ursächlich zugrunde liegt, technologisch noch nicht gänzlich ergründet ist, kann man davon ausgehen, dass sich die positive Linearausdehnungseigenschaft der Zwischenschichten auf die gesamte Platte überträgt.
Durch die Mittelschicht und die beiden benachbarten Zwischenschichten ergibt sich quasi ein Doppel-T-Träger-Effekt, der für besonders günstige physikalische Eigenschaften der Platte sorgt, indem auf die Platte wirkende Kräfte überwiegend durch die Zwischenschichten aufgenommen werden.
Im Vergleich zu den in den Zwischenschichten der bekannten Platte verwendeten Normalgut-Spänen sind die Späne in den Zwischenschichten der erfindungsgemäßen Bauplatte deutlich großflächiger. Diese Späne sind entscheidend dafür, dass der gute Linearausdehnungswert der Platte erreicht werden kann. Solch grobe Späne sind bei der Verarbeitung, insbesondere bei der Formung eines Vlieses, schwieriger zu handhaben als kleinere Späne. Denn es muss darauf geachtet werden, dass die sehr groben Späne beim Mischen nicht zerschlagen und beim Formungsprozess nicht zerkleinert werden. Auch muss soll erreicht werden, dass die groben Späne flach in der Platten- bzw. Schichtebene im Vlies liegen, und sich nicht wesentlich über die Schichtdicke erstrecken, oder anders ausgedrückt, bei liegender Platte sich nicht wesentlich in vertikaler Richtung erstrecken. Diese Anforderungen stellten bisher in der Praxis eine unüberwindbare Hürde dar, so dass daher die Spangröße notgedrungen bei Zementspanplatten begrenzt werden musste. Bei OSB-Platten taucht tritt dieses Problem zum einen deshalb nicht auf, weil die OSB-Späne mittels Scheibenwalzen in Längsrichtung orientiert werden, wodurch gleichzeitig eine Ausrichtung über die Schichtdicke vermieden wird, und zum anderen, weil als Bindemittel nicht Zement verwendet wird, der bei solchen Walzen eine problematische Verunreinigung erzeugt. Bei der erfindungsgemäßen Bauplatte werden die beschriebenen Probleme bei der Vliesformung dadurch vermieden, dass die Späne nicht gestreut, sondern auf ein das Vlies aufnehmendes Blech abgelegt werden.
Die Mittelschicht kann außer etwas größeren Spänen auch einen erheblichen Anteil an feinen Spänen aufweisen. Solche feinen Späne fallen stets bei der Herstellung von Spänen an. Dieses wertvolle Spanmaterial kann somit insbesondere für die Mittelschicht genutzt werden.
Ferner weist die erfindungsgemäße Bauplatte unterschiedlich starke Deckschichten auf. Ausgehend von der Schichtenanordnung bei der Formung eines Vlieses ist die obere Deckschicht stärker als die untere Deckschicht. Dies ist deshalb vorgesehen, weil vor allem feine Späne bei der Formung des Vlieses aus der oberen Deckschicht in die darunter liegende Zwischenschicht sickern können, so dass diese Späne bei der fertigen Platte in der Zwischenschicht eingelagert sind. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird erfindungsgemäß ein höherer Materialanteil für die obere Deckschicht vorgesehen, als für die untere Deckschicht. Der Materialanteil ist in Gewichtsprozenten des für die Vliesformung verwendeten Materials gesehen, und bezieht sich somit auf die Mischung aus Spänen, Zement und gegebenenfalls weiteren Stoffen, insbesondere Zuschlagstoffen. Wenngleich sich bei der Herstellung der Bauplatte aufgrund des oben beschriebenen Effektes ein Teil des zunächst für die obere Deckschicht vorgesehenen Materials in der Zwischenschicht einlagert, wird die fertige Platte jedoch eine obere Deckschicht aufweisen, die stärker ist als die untere Deckschicht. Bei Zementspanplatten sind bisher solche unterschiedlich starken Deckschichten nicht vorgesehen worden, da Zementspanplatten im Gegensatz zu Platten, bei denen Kunstharzleim als Bindemittel verwendet wird, nicht dazu neigen, krumm zu werden. Deshalb hat man bisher bei Zementspanplatten solche unterschiedlich starken Deckschichten als nicht erforderlich erachtet.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Bauplatte eine hohe Biegefestigkeit von etwa 12,0 N/mm² auf, während herkömmliche Platten einen Wert von etwa 9,0 N/mm² besitzen. Somit kann bei gleichbleibender absoluter Belastung entsprechend die Plattenstärke reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Bauplatte weist im Vergleich zu der obigen bekannten Platte den Vorteil auf, dass sich die Kante der erfindungsgemäße Platte besser zu einer Nut- und Federherstellung eignet.
Vorzugsweise sind die groben Holzspänen der Zwischenschichten in der Platten- bzw- Schichtebene nicht orientiert. Dies bedeutet, dass die Späne nicht über die Länge oder die Breite der Platte ausgerichtet sind. Es wird allerdings vermieden, dass die groben Späne über die Dicke der Zwischenschicht eine Längsorientierungskomponente besitzen. Durch diese gleichmäßige Ausrichtung in der Schichtebene wird erreicht, dass sowohl in Längs- als auch in Querrichtung der Platte der verbesserte Linearausdehnungswert erzielt wird.
Insbesondere kann der Materialanteil der oberen Deckschicht erheblich höher sein als der Materialanteil der unteren Deckschicht. Der Materialanteil der oberen Deckschicht ist vorzugsweise eineinhalb- bis maximal doppelt so groß wie der der unteren Deckschicht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Holzspäne der Zwischenschichten homogen verteilt sind, also nicht größenabhängig über die Schichtdicke angeordnet sind. Zusätzlich zu den groben Holzspänen können in den Zwischenschichten auch zu einem geringen Anteil herstellungsbedingt auch feine Späne vorhanden sein. Diese feinen Späne können beispielsweise an den groben Spänen haften. Sie können auch bei der Vliesformung durch die oben beschriebene Einlagerung aus der Deckschicht in die Zwischenschicht gelangt sein.
In der Mittelschicht ist vorzugsweise ein Anteil an feinen Spänen vorgesehen, so dass diese Schicht aus feinen und etwas größeren Späne bestehen kann. Die Späne der Mittelschicht sind vorzugsweise homogen verteilt.
Im Gegensatz dazu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Deckschichten mittels Windsichtung bei der Vliesformung inhomogen aufgebaut sind, so dass an der jeweiligen Oberfläche die feinsten Späne angeordnet sind und dann die Größe der Späne über die Dicke nach innen zunimmt. Dadurch wird eine besonders gute Oberfläche der Bauplatte erreicht, nämlich eine Oberfläche mit besonders guter Qualität hinsichtlich Optik, Glattheit und Witterungsbeständigkeit.
Der Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen Bauplatte könnte zum Beispiel folgendermaßen aussehen, wobei die Prozentangaben den Materialanteil bezogen auf die gesamte Platte in Gewichtsprozenten betreffen: ca. 10% untere Deckschicht mit inhomogen mittels Windsichtung angeordneten sehr feinen, feinen und größeren Spänen, ca. 30% erste Zwischenschicht mit homogen angeordneten überwiegend groben Spänen, ca. 10% Mittelschicht mit homogen angeordneten feinen und größeren Spänen, ca. 30% zweite Zwischenschicht mit homogen angeordneten überwiegend groben Spänen, ca. 20% obere Deckschicht mit inhomogen mittels Windsichtung angeordneten sehr feinen, feinen und größeren Spänen. Dabei kann können die Späne der beiden Deckschichten und der Mittelschicht aus derselben Spänefraktion stammen. Die sehr feinen Späne der Deckschichten sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie die Plattenoberflächen bilden. Diese Oberflächen besitzen dadurch eine sehr glatte Struktur und werden durch diese Späne quasi gegen eine Feuchtigkeitsaufnahme versiegelt. Damit eignet sich eine solche Bauplatte insbesondere für den Einsatz im Außenbereich.
Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Bauplatte mehr als fünf Schichten aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die einzige Figur Bezug genommen wird. Diese zeigt einen Eckabschnitt einer erfindungsgemäßen Bauplatte.
Die Bauplatte ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Sie weist fünf Schichten auf, nämlich eine untere Deckschicht 1, eine erste Zwischenschicht 2, eine Mittelschicht 3, eine zweite Zwischenschicht 4 und eine obere Deckschicht 5.
Die Deckschicht 1 besitzt in Bezug auf die gesamte Platte 10 einen Materialanteil von 10%. Sie besteht aus sehr feinen Spänen 11, feinen Spänen 12 und größeren Spänen 13. Der Schichtaufbau der Deckschicht 1, bei dem die sehr feinen Späne 11 zuunterst angeordnet sind, und darüber die feinen Späne 12 und schließlich die größeren Späne 13, ist aufgrund einer entsprechenden Windsichtung bei der Streuung eines Vlieses in einer Formmaschine entstanden, bevor das Vlies zu der Platte gepresst worden ist.
Die zu der Deckschicht 1 benachbarte Zwischenschicht 2 weist grobe Späne 21 auf. In der Zwischenschicht 2 sind auch in geringem Maße sehr feine und feine Späne vorhanden, die jedoch nicht dargestellt sind. Die unterschiedlich großen Späne der Zwischenschicht 2 sind homogen verteilt.
Die Mittelschicht 3 enthält feine Späne 31, feine Späne 32, die etwa größer sind als die Späne 31, sowie größere Späne 33. Auch diese Späne sind innerhalb der Mittelschicht 3 homogen verteilt.
Die Zwischenschicht 4 ist entsprechend der Zwischenschicht 2 aufgebaut und enthält neben groben Spänen 41 auch einige nicht dargestellte sehr feine und feine Späne.
Die obere Deckschicht 5 besteht aus Spänen mit einer Größenverteilung wie bei der Deckschicht 1, nämlich zuoberst sind sehr feine Späne 51, in der Mitte feine Späne 52 und zuunterst größere Späne 53 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in der lediglich schematischen Darstellung in der Figur die feinen und größeren Späne 52, 53 etwas größer erscheinen als die entsprechenden Späne 12, 13 der unteren Deckschicht 1; dies ist jedoch zeichnungsbedingt und bei der beschriebenen Platte nicht der Fall. Während die Deckschicht 5 in ihrer inhomogenen Struktur wie die Deckschicht 1 aufgebaut ist, Weist sie jedoch im Vergleich zu der Deckschicht 1 insgesamt eine doppelt so große Dicke bzw. einen doppelt so großen Materialanteil bezogen auf die gesamte Platte 10 auf. Die sehr feinen Späne 11 bzw. 51 bilden somit Plattenoberflächen, die aufgrund der Feinheit der Späne 11, 51 eine sehr glatte Struktur besitzen.
Die beiden Zwischenschichten 2 und 4 machen jeweils einen Materialanteil von 30% der Platte 10 aus, die Mittelschicht 3 einen Materialanteil von 10%, die untere Deckschicht 1 einen Materialanteil von 10% und die obere Deckschicht 5 einen Materialanteil von 20%.

Claims

Zementgebundene, als Füllmaterial Holzspäne enthaltende Bauplatte (10), die eine Mittelschicht (3), eine untere Deckschicht (1) sowie eine obere Deckschicht (5) und zwischen der Mittelschicht (3) und der jeweiligen Deckschicht (1, 5) jeweils eine Zwischenschicht (2, 4) aufweist, wobei die Zwischenschichten (2, 4) grobe Holzspäne (21, 41) enthalten, die gröber sind als die größten, sich in der Mittelschicht (3) befindenden Holzspäne (33), dadurch gekennzeichnet, dass die groben Holzspäne (21, 41) der Zwischenschichten (2, 4) eine Länge von 40 bis 60 mm, eine Breite von 15 bis 30 mm und eine Dicke von 0,35 bis 0,65 mm aufweisen und dass die Deckschicht (5), die aus der obersten Schicht eines während der Plattenherstellung geformten Vlieses entstanden ist, in der fertigen Platte (10) und bezogen auf diese einen höheren Materialanteil als die andere Deckschicht (1) ausmacht.
Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die groben Holzspäne (21, 41) der Zwischenschichten (2, 4) in der Plattenebene nicht ausgerichtet sind.
Bauplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Deckschicht (5) einen Materialanteil ausmacht, der eineinhalb- bis zweimal so groß ist wie der der anderen Deckschicht (1).
Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzspäne (21, 41) der Zwischenschichten (2, 4) hinsichtlich ihrer Größe homogen verteilt sind.
Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzspäne (31, 32, 33) der Mittelschicht (3) hinsichtlich ihrer Größe homogen verteilt sind.
Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzspäne (11, 12, 13, 53, 52, 51) der Deckschichten (1, 5) bei Vliesformung windgesichtet worden sind, so dass die Spangröße von außen nach innen über die Schichtdicke zunimmt.