DE1609342A1

DE1609342A1 - Verfahren zur Herstellung koerperschallgedaempfter Bauwerke oder Bauelemente

Info

Publication number: DE1609342A1
Application number: DE19661609342
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl-Phys Jehle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-06-16
Filing date: 1966-06-16
Publication date: 1971-03-18

Description

en 14. 6. 1966

Norbert J e Ja 1 e
Diplom-Physiker

6831 Plankstadt
Josef Fleuchausstr. 7

Verfahren zur Herstellung körperschallgedämpfter Bauwerke oder Bauelemente.

Bin wichtiger Übertragungsweg.des Schalles in Bauwerken ist die Schall-Längsleitung. In vielen Fällen, bei denen die Trennwand zwischen 2 Räumen eine hohe Schalldämmung besitzt, findet die Sohallübertragung entlang der flankierenden Wände, der Decken und des Fußbodens statt. Bei Leichtbauweise sind Fälle bekannt, bei denen die gesamte Schallübertragung auf diesem Weg erfolgt. Ferner ist die Schall-Längsleitung bei Skelettbauten aus Stahl oder Stahlbeton von großem Einfluß» Die an einer Stelle in das Gebäude eingeleitete Schwingungsenergie wiri über das Stahl- bzw. Stahlbeton-Skelett relativ ungedämpft fortgeleitet und an anderen, von der Erregerstelle weit entfernten stellen wieder abgestrahlt.

Ein weiterer Fall von Schall-Längsleitung liegt bei schwimmenden Zement-Estrichen vor, wenn diese sich über ein ganzes Stockwerk erstrecken. Dies tritt häufig ein bei Bürogebäuden, in denen verstellbare Montagewände eingebaut sind. Die in einem Raum erzeugten Schwingungen pflanzen sich in der dünnen, ungedämpften Eatriohplatte fast ungehindert aua und können noch mehrere Räume weiter störend wirKen.

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Bs ist bekannt, zur Körperschalldämpfung von Mauerwerk losen Sand zu verwenden. Dieser kann z. B. in die Hohlräume von· Hohlblocksteinen oder anderer geeigneter Bauelemente eingefüllt werden, oder es wird eine zweite Wandachale vor der zu dämpfenden Mauer errichtet, und der Sand in den entstehenden Zwischenraum eingeschüttet. Dieses Verfahren ist jedoch umständlich und für eine praktische Anwendung kaum zu gebrauchen.

Zweck der Erfindung ist es, ein-wirksames und einfaches Verfahren zur Körperschalldämpfung von Bauteilen zu schaffen. Gemäß der Erfindung wird dazu dem zur Herstellung der Bauteile verwendeten hydraulischen Bindemittel eine Xunstharzdispersion zugesetzt, die nach dem Aushärten infolge der Relaxation zwischen einwirkender Schwingkraft und erzwungener Schwingbewegung eine Dämpfung der Gebäudeschwingungen, insbesondere der bei Bauteilen auftretenden Biegeschwingungen, bewirkt. Als für diesen Zweck "geeignete Kunstharzdispersion hat sich das Mischpolymerisat aus einem Acrylsäureester und einer Vinylverbindung erwiesen. Als hydraulische Bindemittel können übliche Baustoffe wie z. B« Zement, Kalk oder Gips verwendet werden. Schwere Zuschlagstoffe wie Sand und Kies oder auch leichte Stoffe wie Bimskies, Perlit oder Vermiculit können der Mischung in der üblichen Weise zugegeben werden· Die ausgehärteten Bauteile behalten damit weitgehend ihre technologischen Eigenschaften wie z. B. Biege- und Druckfestigkeit, die sie ohne Zusatz der körperschalldämpfenden Komponente besitzen. Die für den Abbindevorgang notwendige Wassermenge ist nach herkömmlicher Art der Mischung zuzugeben.

Gipsplatten erhalten auch durch einen Zusatz von Polyvinyl ρropionat eine sehr gute und seitlich konstante Dämpfung. Hingegen ergeben zementgehärtete Bauteile mit ebendieaem Zusatz aus Polyvinylpropionat nach einigen Wochen einen starken Abfall der Dämpfung. Der Zusatz des bereits erwähnten Mischpolymerisats aus einem Acrylsäureester und einer Vinylverbindutiü ergibt in allen Fällen eine zeitlich

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konstante Dämpfung.

Der Dämpfungseffekt der erfindungsgemäß hergestellten Bauteile kann durch die anteilige Menge der zugesetzten körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion eingestellt werden. Gute Ergebnisse werden erzielt durch Mischungen, in denen 2 bis 20 Gewichtsprozente der Kunstharzdispersion, bezogen auf die Gesamtmasse, enthalten sind. Anstelle einer wässerigen Dispersion kann die körperschalldämpfende Komponente auch in Pulverform zugesetzt werden.

Neben dem erwähnten Mischpolymerisat aus einem Acrylsäureester und einer Vinylverbindung sowie Polyvinylpropionat eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren als körperschalldämpfende: Zusätze auch alle solchen organischen Verbindungen, die nach dem Aushärten eine starke Relaxation zwischen einwirkender Schwingkraft und erzwungener Schwingbewegung verursachen, vorausgesetzt, daß sie mit Zement bzw. den anderen hydraulischen Bindern verträglich sind.

Die Erfindung wird im folgenden durch einige Beispiele und Skizzen näher erläutert.

Figur 1) zeigt im Grundriss einen Raum 1, in dem sich eine Schallquelle S befindet. Zwischen Raum 1 und Raum 2, in dem der 'Schall aufgenommen wird, befindet sich ein Bauelement 3, das eine schalldämmende Doppelwand oder ein zwischen 1 und 2 liegender Raum sein kann. Die Schallübertragung findet dann vorwiegend auf den schematisch eingezeichneten Schallnebenwegen a und b statt. Durch Körperschalldämpfung der auf dem Weg a bzw.' b liegenden Längswände wird die Gesamtschalldämmung bedeutend erhöht.

Gemäß der Erfindung können diese Wände aus einem Mauerwerk bestehen, das mit einem die körperschalldämpfende Komponente enthaltenden Mörtel errichtet ist. Das Mauerwerk kann z. B. aus Ziegelsteinen, Kalksandsteinen, Bimssteinen, Schlackensteinen oder dergleichen mit diesem Mörtel aufgebaut sein·

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Die Mauer kann auch aus Bimsdielen oder Zementdielen oder sonstigen zementgebundenen Leichtbauplatten bestehen, deren Verbundstoff die körperschalldämpfende Komponente enthält. Da diese Bauplatten durch den erfindungsgemäßen Zusatz eine hohe innere Dämpfung besitzen, können sie auch mit gewöhnlichem Mörtel vermauert werden.

Weiterhin können die Mauern der Figur 1) aus Gipsplatten bestehen, die mit einem Zusatz der körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion hergestellt sind. Auch in diesem Fall kann die Mauer in herkömmlicher Weise mit gewöhnlichem Gipsmörtel errichtet werden, da die erfindungsgemäß hergestellten Platten bereits eine hohe innere Dämpfung besitzen.

Alle gemäß Figur 1) errichteten Mauern, insbesondere die aus Ziegelsteinen, Kalksandsteinen usw. hergestellten, werden zweckmäßigerweise mit einem Mörtel verputzt, der einen Zusatz der erfindungsgemäßen körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion enthält.

Die Verlustfaktoren der beschriebenen Mauerwerke liegen zwischen 0,2 und 0,$, das entspricht einer Ausbreitungsdämpfung ebener Biegewellen von 2,5 - 7,5 dB/m an ca« 15 cm dicken Mauern bei 500 Hz.

Figur 2) zeigt im Aufriß drei nebeneinanderliegende Räume 4, 5 und 6, die z. B. Büroräume sein können. Die Trennwände zwischen den einzelnen Räumen stehen auf einer schwimmenden Zementestrichplatte A, die durchgehend über das ganze Stockwerk verlegt ist. B bedeutet die Trittschalldämmplatte und C die Rohdecke. Die Ausbreitung des Trittschalls oder anderer Körperschall- und Luftschallenergie von Raum 4 in Raum 5 und 6 wird durch Verwendung eines Zementestrichs, der einen Zusatz der körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion enthält, sehr stark gedämpft. Der Verlustfaktor einer solchen Estrichplatte beträgt ca. 0,5· Das entspricht einer Ausbreitungadämpfung von ca. 7 dB/m bei 500 Hz.

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Figur 3) zeigt die Ansicht des Stahlskelettes eines mehrgeschossigen Gebäudes. Die Körperschallausbreitung in dem Stahlskelett 7 wird durch eine Ummantelung 8 "bzw. einen Kern 9 aus Beton, der einen Zusatz der erfindungsgemäßen körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion enthält, stark gedämpft. Der Verlustfaktor eines 20 mm dicken Stahlträgers mit einem 60 mm dicken, einseitigen Belag des erfindungsgemäß zusammengesetzten Betons beträgt 0,3· Das entspricht einer Ausbreitungsdämpfung von ca. 5 dB/m bei 500 Hz»

Figur 4) zeigt im Aufriß einen Ausschnitt aus einer atahlbewehrten Betonkonstruktion.· Auf der Stahlbetondecke "IQ befindet sich eine Maschine M, die über das Maschinenfundament Körperschallenergie auf das Gebäude überträgt. Die Schallübertragungawege in der Nähe der Maschine sind die Decke 10 und die flankierenden Wandte 11» Durch Zusatz der · erfindungsgemäßen körperschalldämpfenden Kunsthärzdispersion zum Beton wird eine Dämpfung der Gebäude schwingungen erreicht. Je nach der Menge des verwendeten. Zusatzes und der Dicke der Betonwand werden Dämpfungen von 0,5 bis 5 dB/m bei 500 Hz erreicht.

Aus wirtschaftlichen Gründen wird in vielen Fällen nur ein Teil des Bauwerkes mit körpersehalldämpfenden Zusätzen errichtet werden können. Bei mehrgeschossigen Gebäuden besteht dann zt B« die Möglichkeit), das erfindungsgemäße Verfahren abwechselnd nur jedes 2. oder 3. Stockwerk bzw. in jeder 2. oder 3. senkrechten Baueinheit anzuwenden. Insbesondere ist es vorteilhaft, solche wände oder Böden zu dämpfen, die sich in der Nähe von Körperschallerregern befinden, ». B, Installationswände, Wände in der Nähe von Treppenhäusern oder Aufzugschachten. In Gebäuden, in denen sich Kaachinenanlagen, die Schwingungen auf das Bauwerk abertragen, und zugleich Wohn- bzw. Büroräurae befinden, wird zweckmäßi&erweise eine Zone erfindurigsgemäfl kö.rper3challg6fdämpfter Bauteile zwischen Schallerreger und Wohn- bjäw. Bäroräumen eingesöitaltst. Schwimmende Ze*

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mentestriche, auf denen sehwingungserzeugende Maschinen montiert sind, werden im ETahbereieh der Maschinen vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.

Eine Reduzierung des Anteils der erfindungsgemäßen Masse am gesamten Bauelement wird auch erzielt durch Herstellung mehrschichtiger Bauteile. Z. B. wird eine Betondecke aus zwei äußeren Schichten gewöhnlichen Betons und einer Innenschicht gemäß der Erfindung hergestellt. Die Innenschicht soll etwa 1/10 bis 1/3 der Gesamtdieke betragen. Auch Fertigbauteile können vorteilhaft nach diesem Verfahren hergestellt werden.

Bei Bauteilen, die sich in der Senkrechten erstrecken, wird eine Reduzierung der erfindungagemäßen Masse am gesamten imuteil erzielt dur^fe waagrsaht virlaufende Sohiohts» aus gewöhnlichen ungedämpften Baustoffen, z. £ «Beton,,» und Schichten aus erfindungsgemäß gedämpften Bauteile», Das Verhältnis der Schichthöhe der gedämpften. zu£ ungedämpften .Schicht soll etwa 1 t 2 Us Ii 10 betragen,· Baustelle, die aus Fertigelementen hergestellt sind* ■ wereU&tebenfalls nach diesem Verfahren gedämpft, indem abwechselnd ein gedämpftes und ein oder mehrere ungedämpfte Fertigbauteile zusammengebaut werden«

Eine noch weitergehende Reduzierung des Anteils der erfindungsgemäßen Masse besteht darin, bei Bauteilen aus Fertigelementen nur die Verbindungsfugen mit einem erfindungsgemäßen Mörtel auszufüllen»

Im folgenden ist die Zusammensetzung einiger Muster angegeben, mit denen gute Dämpfungswerte erzielt wurdeni

Beispiel 1

1 Gewichtsteil Portlandzement Z 475 8 Gewichtateile Sand
1 Gewicht9teil Aoronal 14 D
Wasser nach Bedarf

Beispiel 2

1 Göwichtsteil Portlandzement Z 275 3 Gewichtsteile iäand

3 Gewiohtsteile Kies 109812/0312

1 £

1 ffewichtsteil
Wasser "nach Bedarf ■ -7-

Beispiel 4

25 Gewichtsteile Gips 2 Gewichtsteile Propiofan

1 Gewiehtsteil Acronal 14 D Wasser nach Bedarf

Beispiel 5

4 Gewichtsteile Portlandzement Z 24 Gewichtsteile Kies

1 Gewiehtsteil PB 6036 Wasser nach Bedarf

Mehrschichtige Bauteile, die nur zu einem gewissen Anteil die körperschallgedämpften Baustoffe enthalten, halsen im allgemeinen eine geringere Dämpfung als die Bauteile, die zu 100 <fi> aus der erfindungsgemaßen Masse hergestellt sind. In einem breiten Frequenzbereich der von den Abmessungen der Schichten abhängig istj wird jedoch eine der Volldämpfung nahekommende Wirkung erzielt.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung körperschallgedämpfter Bauwerke oder Bauelemente unter Verwendung von hydraulischen Bindemitteln mit Zusatz einer Kunstharzdispersion, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzdispersion eine starke Relaxation zwischen einwirkender'Schwingkraft und erzwungener Schwingbewegung und damit eine Körperschalldämpfung der G-ebäudeschwingungen bewirkt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als körperschalldämpfender Zusatz das Mischpolymerisat aus einem Acrylsäureester und einer Vinylverbindung verwendet wir^d.

Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als körperschalldämpfender Zusatz Polyvinylpropionat verwendet wird.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als hydraulische Bindemittel Zement, Kalk oder Gips verwendet werden.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Errichtung von Mauerwerk aus Ziegelsteinen, Kalksandsteinen, Schlackensteinen, Bimssteinen oder dergleichen Mörtel mit Zusatz der körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion verwendet wird.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Errichtung körpersohallgedämpfter Bauteile hydraulisch gebundene, einen Zusatz der körperschalldämpfenden Kunstharzdiepersion enthaltende Fertigbauteile, wie z. B. Bimsdielen, Zementdielen, zementgebundene Asbestplatten oder sonstige zementgebundene Leichtbauplatten sowie auch Gipsdielen oder -platten verwendet werden,

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7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile mit einem Putzmörtel,

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der GcÖrperschalldämpfende Kunatharzdispersion enthält, verputzt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung schwimmender Estriche Mörtel mit einem Zusatz der körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung körperschallgedämpf— ter Stahlbetonbauteile Beton mit einem Zusatz der körperschalldämpfenden Kunstharzdispersion verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung körperschallgedämpfter Stahlskelettbauten die Stahlträger mit einem Betonmantel bzw» einem Betonkern, der die körperschalldämpfende Kunstharzdispersion enthält, versehen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Bauteile aus zwei äußeren Schichten gewöhnlichen ungedämpften Materials und einer Innen— schicht, die den erfindungsgemäßen Zusatz enthält, hergestellt werden.

1ü. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Bauteile abwechselnd aus Streifen bestimmter Breite bzw. Höhe des gewöhnlichen ungedämpften und de3 erfindungsgemäß gedämpften Materials hergestellt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bia 12, dadurch gekennzeichnet, daß gewöhnliche ungedämpfte Fertigbauteile mit einem körperschaildärnpfenden Material gemäß der Erfirmun» an den 'frennfu^en miteinander verbunden

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