DE1250327C2 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON BAUELEMENTEN MIT KERNGEFüGE AUS PORENGIPS ODER PORENANHYDRIT UNE BEIDERSEITIGER, NICHTPORÖSER DECKSCHICHT GLEICHER STOFFLICHER HERKUNFT - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. CI.:

Nummer:

Aktenzefchen:

Anmeldetag:

C 04 b

Deutsche KI.: 80 b-6/09

D49103VI a/80b

8. Januar 1966

14. September 1967

9. Mai 1968

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen mit Kerngefüge aus Porengips oder Porenanhydrit und beiderseitiger nichtporöser Deckschicht gleicher stofflicher Herkunft und richtet sich auf deren bautechnisch und bauphysikalisch vorteilhafte Ausbildung.

Bekannt sind Mehrschichtplatten aus organischen oder anorganischen Baustoffen, die aus beulsteifen, knickstabilen Deckschichten und aus einer leichten, schubsteifen — im folgenden als Kerngefüge bezeichneten — Zwischenschicht bestehen. Derartige Mehrschichtplatten werden auch aus nichthydraulischen Baustoffbindern, wie Gips oder Anhydrit, hergestellt, wobei das Kerngefüge eine Porenstruktur besitzt und in die Deckschichten eine Bewehrung aus vorzugsweise anorganischen Fasern eingebettet ist.

Der gemeinsame Mangel von Mehrschichtplatten der vorbeschriebenen Art besteht darin, daß Kern und Deckschichten getrennt vorliegen und mit mechanischen oder klebetechnischen Mitteln verbunden werden müssen. Entscheidend für die Belastbarkeit der Bauelemente ist die Scherfestigkeit der Verbindung zwischen Deckschichten und Kerngefüge. Die Festigkeitseigenschaften werden nur teilweise in einem von dieser Verbindung bestimmten Maße ausgenutzt.

Ein bekanntes Verfahren strebt an, ein Kerngefüge aus Porengips mit Mineralfasern dergestalt mit dem äußeren, ein Glasfaservlies enthaltenden Gipsdeckschichten zu einer einheitlichen Masse zu verbinden, daß die verarbeitungsfähigen Mischungen für Deckschichten und Kerngefüge zur gleichen Zeit fortlaufend angerührt und in einer Presse unter Druck verbunden werden, wobei die Abbindezeiten des Deckschicht- und Kernbaustoffs durch gleich großes Anmachverhältnis von Gips zu Wasser zusammengeführt werden sollen. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis als undurchführbar erwiesen und hebt die beschriebenen ' Mängel nicht auf.

Zweck der Erfindung ist es, aus den energiearm gewonnenen Baustoffen Gips und Anhydrit raumwandgroße Bauelemente herzustellen, die Verfahrens- und rohstofftechnischen Aufwendungen der Fertigung zu verringern, die Komplexität der fabrikmäßigen Vorfertigung zu vergrößern und die Möglichkeiten des leichteren wärmedichteren Bauens zu bereichern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Deckschicht- und Kernwerkstoffe unter Verzicht auf zusätzliche mechanische oder klebetechnische Mittel zu einem einheitlichen Körper zu verbinden, den Verarbeitungszustand der nichthydraulischen Baustoffbinder für die Herbeiführung eines hohen Komplettierungsgrades der Bauelemente auszunutzen und die Verfahren zur Herstellung von Bauelementen
mit Kerngefüge aus Porengips oder Porenanhydrit und beiderseitiger, nichtporöser Deckschicht
gleicher stofflicher Herkunft

Patentiert für:

Deutsche Bauakademie,
Berlin, Hannoversche Str. 30

Als Erfinder benannt:

Robert Trautvetter, Berlin-Pankow;

Dipl. oec. Joachim Fröhlich, Krölpa bei Pößneck; Karl Reinwart, Petershagen bei Berlin

Rohstoffzusammensetzung sowie die Fertigungstechnik so zu gestalten, daß die bautechnischen und bauphysikalischen Eigenschaften abgewandelt werden können.

Erfindungsgemäß wird eine auf einem ebenflächigen Formboden angeordnete und die untere Deckschicht bildende Baustofflösung vor Beendigung ihres Erstarrungsvorganges mit der Lösung des kernbildenden Porenbaustoffs beschichtet, dessen Oberfläche bei Beendigung des Erstarrungsvorganges unter mechanischer Einwirkung geöffnet und dann durch eine die obere Deckschicht bildende Baustoffl'ösung verschlossen wird. Besonders vorteilhaft wird die Baustofflösung für den kernbildenden Porenbaustoff dann aufgebracht wenn zeitlich die Hälfte zwischen ermitteltem Erstarrungsbeginn und Erstarrungsende erreicht worden ist. Die häutchenartige Oberfläche des porigen Kerngefüges wird vorteilhaft unter Verwendung einer über die Schmalseiten der Arbeitsfläche hinwegreichenden Abziehschiene im letzten Drittel des Erstarrungsvorganges zu dem Zeitpunkt geöffnet, wenn das Treibmittel Entgasungszentren zu bilden beginnt und die Oberflächenhaut kraterförmig zu durchbrechen sucht. Das Aufbringen der die obere Deckschicht bildenden Baustofflösung erfolgt zu einem beliebigen Zeitpunkt nach Beendigung des Erstarrungsvorganges des Kerngefüges. Durch das öffnen der Oberfläche wurde die Haftfläche um ein Vielfaches vergrößert und damit ein inniger Verbund zwischen Deckschicht und Kerngefüge herbeigeführt.

Um die bei raumwandgroßen Plattenformaten erforderliche Zugfestigkeit zu erreichen, ist in die Deckschichtlösung vor F.rstarrungsbeginn ein Glasfaservlies

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oder Glasfasergewebe, vorzugsweise aus diagonal geordneten alkalihaltigen Grobfasern, einzubetten.

Das Kerngefüge besitzt besonders vorteilhafte Verarbeitungseigenschaften und weist bei geringem Gewicht eine große Festigkeit auf, wenn es erfindungsgemäß aus 100 Gewichtsteilen technischem Gips — vorzugsweise schnellbindendem Stuckgips —, 2,5 bis 3,5 Gewichtsteilen Rohkalkmehl, 4 bis 6 Gewichtsteilen Aluminiumsulfat, 0,2 bis 0,8 Gewichtsteilen Kaliumsulfat und 65 bis 75 Gewichtsteilen normaltemperiertem oder bis höchstens I 40"C erhitztem Wasser hergestellt wird.

Wird die Baustofflösung für die untere Deckschicht auf ein folienartiges Belagmaterial — vorzugsweise aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid oder aus anderen Stoffen gleicher Steife —, das mit einem Glasfaservlies oder mit einem die Oberfläche vergrößernden Bestreuungsstoff verbunden ist, aufgebracht, so verbindet sich die Baustofflösung während des Erhärtens mit dem Belagmaterial. In diesem Fall kann auf die Verwendung von fettenden Trennmitteln verzichtet werden, und das Bauelement erhält bereits während der Herstellung einen mechanisch beanspruchbaren, dampfdichten und dekorativ wirkenden Sichtflächenschutz.

Dem deckschicht- und/oder kernbildenden Baustoff können gemäß der Erfindung vor oder während der Vorbereitung der verarbeitungsfähigen Lösung noch 0,04 bis 5 Gewichtsprozent pulverförmiges Vorkondensat aus Harnstoff-Formaldehydharz und/oder die gleiche Menge einer Dispersion aus Polyvinylacetat mit oder ohne Weichmacher zugesetzt werden. Dadurch erhöht sich die Resistenz gegen Feuchteeinwirkung und die Festigkeitseigenschaften werden weiter verbessert.

Bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Mehrschichten-Bauelemente für Außenwandkonstruktionen muß dem bauphysikalischen Erfordernis der Dampfdurchlässigkeit der Außendeckschicht entsprochen werden. Erfindungsgemäß ist diese Forderung dadurch zu erfüllen, daß dem Trockengemenge oder der wäßrigen Lösung des Deckschichtenbaustoffes 0,2 bis 4 Gewichtsprozent pulverförmige oder in Wasser gelöste Quellzellulose hinzugesetzt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß aus den energiearm gewonnenen nichthydraulischen Baustoffbindern unter Verzicht auf jegliche Stahlbewehrung Bauelemente in beliebiger Dicke und Größe herzustellen sind, die unterschiedlichen bautechnischen und bauphysikalischen Bedingungen angeglichen werden können, einen hohen Komplettierungsgrad aufweisen und deren Gewicht im Verhältnis zu ihrer Tragfähigkeit äußerst gering ist.

An den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert und beschrieben.

Beispiel 1

Auf einem ebenflächigen Formboden, dessen Randleisten so bemessen sind, daß ihre Höhe der gewünschten Dicke des zu fertigenden Bauelementes entspricht, die sich aus der Dicke der Deckschichten plus Kerngefüge ergibt, wird eine 10 mm dicke Schicht einer die Deckschicht bildenden Baustofflösung ausgegosseni Die Fläche des Formbodens beträgt 3000 χ 5000 mm und ist mit einer als Trennmittel wirkenden Bohrölemulsion eingestrichen. Die Baustofflösung für die Deckschicht setzt sich zusamme« aus 100 Gewichtsteilen schnellbindendem Stuckgips und 75 Gewichtsteilen Wasser.

Das Abbindeverhalten des zur Verarbeitung kommenden Gipses wurde zuvor wie folgt ermittelt:

Erstarrungsbeginn 7 Minuten

Erstarrungsende .25 Minuten

Differenz zwischen beiden 18 Minuten

Während der Zeit bis zum Erstarrungsbeginn — also während der ersten 7 Produktionsminuten — ίο werden 250 g/m² eines diagonal geordneten Glasfaservlieses eingelegt, welches aus 25 μ (Mikron) dicken alkalihaltigen Grobfasern besteht.

Danach wird die Porengipsmischung vorbereitet, die sich aus folgenden Bestandteilen zusammensetzt: 15

100 Gewichtsteilen schnellbindendem Stuckgips,
2,5 Gewichtsteilen Rohkalkmehl,
4,0 Gewichtsteilen Aluminiumsulfat AI₂(SO₄)^ · 18 H₂O,
0,5 Gewichtsteilen Kaliumsulfat (48 bis 52% K 20,

maximal 2,5% CI),
70,0 Gewichtsteilen normaltemperiertem Wasser.

Diese Porengipslösung wird auf den mit dem Glasfaservlies versehenen Deckschichtbaustoff aufgeschüttet, nachdem dieser die Hälfte der Zeit zwischen Erstarrungsbeginn und Erstarrungsende (9 Minuten) erreicht hat, in diesem Beispiel 16 Minuten nach Produktionsbeginn. Deckschicht und Porenbaustoff verbinden sich in dieser Phase zu einem einheitlichen Körper.

Die in der Porengipslösung enthaltenen gasbildenden Agenzien führen eine geschlossenzellige Porenstruktur herbei und verleihen dem Kerngefügewerkstoff eine Rohdichte von 400 kg/m³. Die Porengipsmischung wurde so bemessen, daß das Kerngefüge eine Dicke von 50 mm erreicht. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung der Porengipsmischung werden das Entstehen der Zellstruktur und der Erstarrungsvorgang so in Übereinstimmung gebracht, daß die sich bildende häutchenartige Oberfläche des Kerngefüges vor dem Erstarrungsende mechanisch geöffnet werden kann, ohne die Zellenstruktur zu zerstören. Das öffnen der Oberfläche durch Abziehen des Häutchens geschieht vorzugsweise mittels einer über die Schmalseiten des Formbodens hinwegreichenden Metallschiene. Der geeignete Zeitpunkt dafür liegt im letzten Drittel zwischen Erstarrungsbeginn und Erstarrungsende des Porengipses und tritt dann ein, wenn das Treibmittel blasenartige Entgasungszentren zu bilden beginnt, und die Oberfläche in Kratern zu durchbrechen sucht.

Das Öffnen der Oberfläche bzw. das Abziehen des Häutchens vollzieht sich, in dem die Metallschiene einfach über die Oberfläche des Kerngefüges hinweggezogen wird; dazu ist die Metallschiene so bemessen, daß sie — auf den Randleisten aufliegend — etwa 10mm, d.h. der Dicke der oberen Deckschicht entsprechend, in den Formboden zwischen die z. B.

70 mm hohen Randleisten hineingreift.

Die Lösung bzw. Mischung für die obere Deckschicht ist analog der für die untere Deckschicht zusammengesetzt. Das Aufschütten auf die Oberfläche des Kerngefüges wird vorgenommen, nachdem das Kerngefüge sein Erstarrungsende erreicht hat.

Zweckmäßig ist dabei, erst einen Teil der für 10 mm Deckschichtdicke dosierten Mischung aufzubringen, dann ein diagonal geordnetes Glasfaservlies von

250 g/m² einzulegen und danach den Rest der Mischung aufzuschütten, deren Oberfläche kurz vor dem Erstarrungsende geglättet wird.

Hat die obere Deckschicht ihr Erstarrungsende erreicht, wird dem Formboden ein 3000 χ 5000 y 70 mm großes Bauelement entnommen, das stehend gelagert wird und nach Erreichen eines Feuchtegehaltes von :S 25 Gewichtsprozent zur Verwendung gelangen kann.

Die flächenbezogene Masse dieses Bauelementes beträgt etwa 45 kg/m², die Wärmedämmfähigkeit 1// etwa 0,30 m² h grd/kcal und die Biegezugfestigkeit etwa 30 kp/cm².

B e i s ρ i e 1 2

Zur Herstellung eines Außenwandelelementes, dessen Innenfläche einen Sichtflächenbelag erhalten und dessen Außenfläche wasserdampfdurchlässig sein soll und dessen Gesamtdicke mit 250 mm bestimmt ist, wird zunächst analog dem Beispiel 1 verfahren. FoI- ao gende Fertigungsgänge werden zusätzlich erforderlich:

Die Menge des einzulegenden Glasfaservlieses wird verdoppelt, indem pro Deckschicht zwei Lagen eines diagonal geordneten Vlieses von 250 g/m² eingelegt werden. ^a5

Dem Trockengemenge der Deckschicht und dem für das Kerngefüge werden vor dem Einrühren in das Anmachwasser 0,2 Gewichtsprozent pulverförmiges Vorkondensat aus Harnstoff-Formaldehydharz zugesetzt. Der Formboden wird vor dem Einschütten der die Innenfläche des Bauelementes bildenden Deckschichtlösung mit einer 0,4 mm dicken weichmacherfreien Folie aus farbigem Polyvinylchlorid ausgelegt, auf deren Berührungsbereich mit dem Deckschichtbaustoff mittels einer Kleblösung aus nachchloriertem Polyvinylchlorid und Dichloräthan ein 100 g/m² diagonal geordnetes Glasfaservlies angeordnet wird.

40

Das Anmachwasser der Mischung für die obere, die Außenseite des Bauelementes bildende Deckschicht, wird auf -r-40^:C erhitzt, und es werden etwa 20 Minuten vor dem Einstreuen des Gips-Kunstharz-Gemenges 2 Gewichtsprozent pulverförmige Quell-Zellulose in das Anmachwasser eingerührt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen mit Kerngefüge aus Porengips oder Porenanhydrit und beiderseitiger nichtporöser Deckschicht gleicher stofflicher Herkunft, dadurch gekennzeichnet, daß eine die untere Deckschicht bildende Baustofflösung vor Beendigung ihres Erstarrungsvorganges mit einer Baustofflösung für einen kernbildenden Porenbaustoff beschichtet wird, dessen von einem Häutchen bedeckte Oberfläche bei Beendigung des Erstarrungsvorganges geöffnet und danach durch eine die obere Deckschicht bildende Baustofflösung verschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Lösung für den kernbildenden Porenbaustoff dann mit der unteren Deckschicht zusammengebracht wird, wenn zeitlich die Hälfte zwischen ermitteltem Erstarrungsbeginn und Erstarrungsende der Deckschichtlösung erreicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des kernbildenden Porenbaustoffs bedeckende Häutchen im letzten Drittel des Erstarrungsvorganges zu einem Zeitpunkt entfernt und damit die Oberfläche geöffnet wird, wenn das Treibmittel Entgasungszentren zu bilden beginnt und die Oberfläche zu durchbrechen sucht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichtlösungen vor Erstarrungsbeginn mit einem Glasfaservlies oder Glasfasergewebe aus vorzugsweise diagonal geordneten alkalihaltigen Grobfasern ausgestattet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung für den kernbildenden Porenbaustoff hergestellt wird aus 100 Gewichtsteilen schnellbindendem Stuckgips. 2,5 bis 3,5 Gewichtsteilen Rohkalkmehl, 4,0 bis 6,0 Gewichtsteilen Aluminiumsulfat, 0,2 bis 0,8 Gewichtsteilen Kaliumsulfat und 65,0 bis 75,0 Gewichtsteilen Wasser mit maximal · 40 C.

6. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Baustofflösung für die untere Deckschicht auf ein folienartiges Belagmaterial aufgeschüttet wird, das vorzugsweise aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid oder einem anderen Stoff gleicher Steife besteht und das zuvor mit einem Glasfaservlies oder einem die Oberfläche vergrößernden Bestreuungsstoff verbunden worden ist.

7. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß dem Deckschicht- und/oder kernbildenden Baustoff zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften vor oder während der Vorbereitung der verarbeitungsfähigen Baustofflösung noch 0,04 bis 5 Gewichtsprozent pulverförmiges Vorkondensat aus Harnstoff-Formaldehydharz und/oder die gleiche Menge einer Dispersion aus Polyvinylacetat mit oder ohne Weichmacher zugesetzt werden.

8. Verfahren zur Vergrößerung der Dampfdurchlässigkeit der nach den Ansprüchen 1, 2 und 5 hergestellten Deckschichten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trockengemenge oder der wäßrigen Lösung des Deckschichtbaustoffes 0,2 bis 0,4 Gewichtsprozent pulverförmige oder in Wasser gelöste Quellzellulose zugesetzt werden.