DE19623584B4 - Textiles Flächengebilde zur Verwendung als Betonformzwischenlage - Google Patents

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Abstract

Betonformzwischenlage aus einem textilen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde ein Spinnvlies ist, das
a) aus Träger- und Schmelzbinde-Fasern aufgebaut wird,
b) der Einzelfilamentiter der Trägerfasern zwischen 1 und 2 dtex beträgt,
c) das Spinnvlies eine Höchstzugkraft von mindestens 400 N in Längsrichtung und mindestens 300 N in Querrichtung gemessen an einem 5cm breiten Streifen besitzt und
d) eine Porengröße von 10 bis 80 μm aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Betonformzwischenlage die gemusterte oder sehr glatte Betonoberflächen ergibt.
  • Bei der Herstellung von Beton wird dieser für gewöhnlich unter Verwendung einer Betonform gegossen, wobei der Beton die Gestalt der Betonform annimmt. Der nasse Beton wird in oder auf die Betonform gegossen, wobei nach dem Aushärten und Entfernen der Betonform die neu freiliegende Betonoberfläche einen negativen Abdruck der Innenfläche der Betonform darstellt. Im Fall von Holzformen nimmt der Beton das Aussehen der Holzmaserung an. Im Fall von Formen mit eingesäumten Formgliedern zeigt der Beton alle nicht ausreichend abgedeckten Säume.
  • Dem Betongemisch wird häufig Luft zugesetzt, und Wasser wird häufig im Übermaß zu der Menge zugesetzt, die für die Hydration erforderlich ist. Diese Luft und dieses Wasser sind von Nutzen, um das Gemisch fließfähig zu machen und das Handhaben sowie Gießen zu erleichtern. Das nicht entwässert verbliebene Überschußwasser ergibt einen Beton mit einer geschwächten Oberfläche, während die nicht entfernte Luft Oberflächenporen in der Größe von 0,1 bis 3 cm ergibt. Diese Poren hinterlassen eine unebene Oberfläche, die für die Wirkungen von Schmutz und Erosion durch die Gefrier-Tauzyklen von Wasser offen ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind Betonverschalungen bekannt.
  • So beschreibt US 4 730 805 eine Form zum Formen von Beton, die einen Träger und wenigstens zwei Lagen aus textilem Flächengebilde auf dem Träger verwendet. Der Träger kann Ansätze haben, um das Flächengebilde vom Träger im Abstand abzuordnen, wobei die Flächengebildelagen und die Ansätze das Entwässern des Wassers aus dem aushärtenden Beton unterstützen. Der Träger kann Drainagelöcher zum Entfernen von überschüssigem Wasser und Luft haben. Das Flächengebilde ist an den Träger gebunden und steif sowie gegenüber dem Träger unbeweglich.
  • Aus US 4 856 754 ist eine Betonform unter Verwendung von doppelt gewebten textilen Flächengebilden auf einer Tragplatte mit Löchern für die Drainage bekannt. Ein gewebtes Flächengebilde ist an die Platte geklebt, während das andere gewebte Flächengebilde an das erste genäht ist.
  • Aus EP 0 429 752 ist eine Form für gemusterten Beton mit einer Trageinrichtung, einem Gitter mit miteinander verbundenen Abstandsgliedern, die im Gitter Löcher mit einer Einzelfläche von wenigstens 0,25 cm2 bilden, wobei wenigstens ein Teil hiervon auf der Trageinrichtung aufliegt, und einem porösen, textilen Flächengebilde, das neben dem Gitter angeordnet und durch das Gitter vom Träger im Abstand angeordnet ist bekannt. Das Flächengebilde hat im allgemeinen auf jeder Seite eine Porengröße von 10 bis 250 Mikron, so daß eine Anzahl von kleinen Betonteilchen (typisch 30 bis 90 Mikron) in die offenen Räume des Flächengebildes eindringen und diese ausfüllen kann und überschüssiges Wasser und Luft hindurchtreten können.
  • Feine Betonteilchen füllen in typischer Weise die größeren Poren des Flächengebildes, insbesondere wenn eine übermäßige Betonverdichtung auftritt. Falls genügend feine Betonteilchen in die Struktur des Flächengebildes eingedrungen sind und eine ausreichende Betonhärtung stattgefunden hat, wird für gewöhnlich das Lösen des Flächengebildes vom gehärteten Beton sehr schwierig oder sogar unmöglich. Dies findet statt, da die in das Flächengebilde eingedrungen und darin gehärteten Betonteilchen die Fasern des Flächengebildes aus dessen Oberfläche herausziehen, wenn das Flächengebilde vom Beton getrennt wird. Das Problem verschlimmert sich, wenn das Flächengebilde mit losen Oberflächenfasern erneut verwendet wird, da die losen Fasern dazu neigen, in den ausgehärteten Beton eingebettet zu werden, wodurch ein Abblättern der Flächengebildematte verursacht wird. Das Problem verstärkt sich, wenn das Flächengebilde während des Zusammenbaus. oder Auseinandernehmens der Form nicht mit Sorgfalt gehandhabt wird, da die mechanische Reibung (zum Beispiel Scheuern) dazu neigt, das Flächengebilde fusselig zu machen und das Kleben der losen Fasern am Beton zu bewirken. Die mehrfache Verwendung von Flächengebildeformen verursacht, daß noch mehr Flächengebildeporen noch mehr durch feine Betonteilchen verstopft werden, was eine stark verringerte Beseitigung von Wasser und Luft bewirkt.
  • Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 9117039 U1 ist eine Betonformzwischenlage enthaltend ein poröses zweiseitiges, textiles Flächengebilde mit einer glatten und weniger glatten Seite bekannt. Die Porengröße an der glatten Seite beträgt zwischen 0,2–10μm, während die weniger glatte Seite Poren mit einer Größe zwischen 10–250 μm besitzt. Die glatte (erste) Seite wird entweder durch eine Mikroschaum-Beschichtung oder aber durch Fasern mit niedrigerem Titer als die weniger glatte (zweite) Seite, und nachfolgenden Kalandieren, erzeugt. Die zuletztgenannte Möglichkeit setzt unterschiedliche Titer (d.h. einen Titer-Gradienten) im textilen Flächengebilde voraus. Die Behandlung zur Erzeugung der glatten Oberfläche bewirkt gleichzeitig eine Stabilisierung des textilen Flächengebildes.
  • Die Herstellung derartiger Betonformzwischenlagen ist aufgrund der unterschiedlichen Struktur des Flächengebildes verhältnismäßig kompliziert. Auch ist das Festigkeitsverhalten auf den beiden Seiten unterschiedlich.
  • Hinweise Trägerfasern mit einem niedrigen Titer nämlich zwischen 1 und 2 dtex einzusetzen, sind dem Gebrauchsmuster DE 9117039 U1 nicht zu entnehmen.
  • In der DE 2922427 A1 werden Spinnvliese beschrieben, die aufgebaut sind aus einer Mischung aus Einzelfilamenten und Filamentgruppen. Diese Filamentgruppen werden mit Hilfe sekundärer Bindesubstanzen aneinander gebunden. Bei diesen Bindemitteln handelt es sich z. B. um Bindemitteldispersionen eines Copolymerisats von 30 % Styrol, 40 Butylacrylat und 20 % Acrylnitril und je 5 % methyliliertes Acrylamid und Methacrylsäure. Dabei werden anionische Netzmittel mitverwendet. Nachteilig ist dabei, dass derartige Bindemittel verwendet werden müssen.
  • Hinweise ein Flächengebilde als Spinnvlies herzustellen, das im Wesentlichen aus Träger und Schmelzbindefasern aufgebaut ist, wobei die Einzelfilamenttiter der Trägerphasen zwischen 1 und 2 dtex liegen, sind dieser Entgegenhaltung nicht zu entnehmen.
    •
  • Die vorstehend beschriebenen Betonformzwischenlagen sind nur sehr aufwendig realisierbar, so daß ein Bedürfnis nach einfach realisierbaren Betonformzwischenlagen bestand. Insbesondere soll die aufwendige Stabilisierung der Betonformzwischenlage einfach möglich sein. Überraschender Weise wurde nun gefunden, daß schmelzbinderverfestigte Spinnvliese, eine ausreichende Drainagewirkung für Luft und Wasser aufweisen und darüberhinaus die geforderte Oberflächengüte besitzen.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Betonformzwischenlage aus einem textilen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde ein Spinnvlies ist, das
    • a) aus Träger- und Schmelzbinde-Fasern aufgebaut wird,
    • b) der Einzelfilamentiter der Trägerfasern zwischen 1 und 2 dtex beträgt,
    • c) das Spinnvlies eine Höchstzugkraft von mindestens 400 N in Längsrichtung und mindestens 300 N in Querrichtung gemessen an einem 5cm breiten Streifen besitzt und
    • d) eine Porengröße von 10 bis 80 μm aufweist.
  • Von den Spinnvliesen, sind sogenannte schmelzbinderverfestigte Spunbonds, die durch eine Wirrablage frisch schmelzgesponnener Filamente erzeugt werden, bevorzugt. Sie bestehen üblicherweise aus Träger- und Schmelzbinde-Fasern.
  • Die Träger- und Schmelzbinde-Fasern können sich von beliebigen thermoplastischen fadenbildenden Polymeren ableiten entsprechend dem Anforderungsprofil des Anwenders. Der Anteil der beiden Faserntypen zueinander kann in weiten Grenzen gewählt werden, wobei darauf zu achten ist, daß der Anteil der Bindefasern so hoch gewählt wird, daß der Vliesstoff durch Verklebung der Trägerfasern mit den Bindefasern eine für die gewünschte Anwendung ausreichende Festigkeit und Oberflächengüte erhält. Der Anteil des aus der Bindefaser stammenden Bindemittels im Vliesstoff beträgt üblicherweise weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Vliesstoffes.
  • Als Trägerfasern sind schmelzspinnbare Polymermaterialien, beispielsweise Polyamide, wie z.B. Polyhexamethylen-diadipamid, Poly-caprolactam, aromatische oder teilaromatische Polyamide ("Aramide"), teilaromatische oder vollaromatische Polyester, Polyphenylensulfid (PPS), Polymere mit Ether- und Keto-gruppen, wie z.B. Polyetherketone (PEK) und Polyetheretherketon (PEEK), oder Polybenzimidazole, geeignet.
  • Bevorzugt bestehen die Trägerfasern aus schmelzspinnbaren Polyestern.
  • Als Polyestermaterial kommen im Prinzip alle zur Faserherstellung geeigneten bekannten Typen in Betracht. Derartige Polyester bestehen überwiegend aus Bausteinen, die sich von aromatischen Dicarbonsäuren und von aliphatischen Diolen ableiten. Gängige aromatische Dicarbonsäurebausteine sind die zweiwertigen Reste von Benzoldicarbonsäuren, insbesondere der Terephthalsäure und der Isophthalsäure; gängige Diole haben 2 bis 4 C-Atome, wobei das Ethylenglycol besonders geeignet ist. Besonders vorteilhaft sind Vliese, die aus einem Polyestermaterial bestehen, das zu mindestens 85 mol% aus Polyethylenterephthalat besteht. Die restlichen 15 mol% bauen sich dann aus Dicarbonsäureeinheiten und Glycoleinheiten auf, die als sogenannte Modifizierungsmittel wirken und die es dem Fachmann gestatten, die physikalischen und chemischen Eigenschaften der hergestellten Filamente gezielt zu beeinflussen. Beispiele für solche Dicarbonsäureeinheiten sind Reste der Isophthalsäure oder von aliphatischen Dicarbonsäure wie z.B. Glutarsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure; Beispiele für modifizierend wirkende Diolreste sind solche von längerkettigen Diolen, z.B. von Propandiol oder Butandiol, von Di- oder Triethylenglycol oder, sofern in geringer Menge vorhanden, von Polyglycol mit einem Molgewicht von ca. 500 bis 2000.
  • Besonders bevorzugt sind Trägerfasern aus Polyester, die mindestens 95 mol% Polyethylenterephthalat enthalten, insbesondere solche aus unmodifiziertem Polyethylenterephthalat.
  • Die in den Vliesen enthaltenen Polyester haben üblicherweise ein Molekulargewicht entsprechend einer intrinsischen Viskosität (IV) von 0,5 bis 1,4 (dl/g), gemessen an Lösungen in Dichloressigsäure bei 25°C.
  • Als Schmelzbinde-Fasern kommen alle Polymermaterialien mit einem gegenüber dem Trägerfaser-Rohstoff um mindestens 1°C , vorzugsweise 10 bis 50°C, insbesondere bevorzugt 30 bis 50°C abgesenkten Schmelzpunkt in Betracht. Bevorzugt handelt es sich hierbei um modifizierte Polyesterfasern oder Polyolefine wie Polypropylen oder Polyethylen, Polybutylenterephthalat oder durch Einkondensieren längerkettiger Diole und/oder von Isophthalsäure oder aliphatischen Dicarbonsäuren modifiziertes Polyethylenterephthalat.
  • Die Schmelzbinder werden vorzugsweise in Faserform (endlose Spinnfasern oder Stapelfasern) in die Vliese eingebracht.
  • Die Einzelfasertiter der Trägerfasern betragen 1 bis 2 dtex. Der Einzelfasertiter der Bindefasern beträgt zwischen 1 und 10 dtex, vorzugsweise 1 bis 4 dtex. Besonders vorteilhaft ist es wenn beide Fasertypen den gleichen Titer aufweisen. Darüber hinaus können auch Faser eingesetzt werden, die Träger- und Binde-Eigenschaften vereinen. Beispiele hierfür sind sogenannte Bikomponentenfasern.
  • Die Spinnvliese haben Flächengewichte von 50 bis 250 g/m2, vorzugsweise 130 bis 170 g/m2, insbesondere 150 bis 170 g/m2.
  • Vorzugsweise sind die Träger- und Schmelzbinde-Fasern einer Polymerklasse (z.B. Polyester) zugehörig, sodaß die erfindungsgemäßen Betonformzwischenlagen wiederverwertet werden können.
  • Die Spinnvliese werden nach ihrer Herstellung unter Wärme- und Druckeinwirkung kalandriert, so daß die Schmelzbinde-Fasern eine ausreichende Verfestigung des Vlieses gewährleisten. Im Regelfall beträgt die Kalandertemperatur zwischen 240 und 250°C; der Kalanderdruck (Liniendruck) beträgt zwischen 135 und 145 daN.
  • Durch die Kalandrierung wird vorteilhafterweise auf mindestens einer der beiden Seiten des Spinnvlieses ein Prägemuster erzeugt. Die Prägung wird mittels einer Kalanderwalze erzeugt, deren Prägetiefe zwischen 0,1 und 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm, beträgt. Der Liniendruck beträgt hierbei zwischen 135 und 145 daN. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Prägemuster um ein Leinwand-Prägemuster. Die Prägefläche beträgt zwischen 40 und 50 % (bezogen auf die Oberfläche der entsprechenden Seite).
  • Zusätzlich kann das Spinnvlies vor der vorstehend beschriebenen Kalandrierung noch durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise mechanisch durch Vernadeln und/oder mittels Fluidstrahlen vorverfestigt werden.
  • Das Spinnvlies besitzt eine Höchstzugkraft von mindestens 400 N, vorzugsweise 400 bis 600 N (in Längsrichtung) und mindestens 300 N, vorzugsweise 300 bis 500N (in Querrichtung) gemessen an einem 5cm breiten Streifen gemessen gemäß DIN EN 29073.3.
  • Das Spinnvlies hat eine Porengröße (Querschnitt) von 10 bis 80 μm, vorzugsweise 10 bis 60 μm, bestimmt mittels eines Coulter Porometers in Porofil.
  • Das Spinnvlies hat eine Luftdurchlässigkeit von bis 250 l/m2s bei 200 Pa (bestimmt gemäß DIN 53887) und eine Wasserdichtheit von 40 bis 300 mm Wassersäule (bestimmt gemäß DIN 538861.
  • Besonders bevorzugt sind auch solche Spinnvliese, die eine Kombination von bevorzugten Merkmalen aufweisen.
  • Die die Spinnvliese aufbauenden Filamente oder Stapelfasern können einen praktisch runden Querschnitt besitzen oder auch andere Formen aufweisen, wie hantel-, nierenförmige, dreieckige bzw. tri- oder multilobale Querschnitte. Es sind auch Hohlfasern einsetzbar. Bevorzugt werden runde bis ovale Faserquerschnitte. Ferner läßt sich die Bindefaser auch in Form von Bi- oder Mehrkomponentenfasern einsetzen, wobei ovale bis runde Querschnitte zu einer verbesserten Fasereinbindung und somit besserer Oberflächengüte führen.
  • Die das Spinnvlies bildenden Filamente können durch übliche Zusätze modifiziert sein, beispielsweise durch Antistatika, wie Ruß.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die erfindungsgemäße Betonformzwischenlage zur Erhöhung der Hydrophobie mit fluorhaltigen Polymeren ausgerüstet, so daß das Ablösen der Betonformzwischenlage vom ausgehärteten Beton begünstigt wird. Beispiel für ein geeignetes Hydrophobierungsmittel ist das unter der Bezeichnung Nuva (Hoechst AG, Deutschland) im Handel erhältliche Produkt. Eine weitere Ausrüstungsform besteht durch Aufbringen eines Acrylatschaumes, beispielsweise ®Acronal 32 D (BASF AG, Deutschland) oder ®Primal EP-5165 (Rohm & Haas, Deutschland), der gegebenenfalls in Mischung mit dem fluorhaltigen Polymeren aufgebracht wird.
  • Für den Fachmann war es überraschend, daß schmelzbinderverfestigte Spinnvliese den an eine Betonformzwischenlage geforderten Ansprüchen genügen. Einerseits begründen die Schmelzbinde-Fasern die Stabilität des Spinnvlieses, andererseits ist eine Herabsetzung der Wasser- und/oder Luftpermeabilität (Drainagewirkung) durch Zuschmelzen der hierfür verantwortlichen Kanäle mit Schmelzbinder zu befürchten.
  • Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zu Herstellung der erfindungsgemäßen Betonformzwischenlage umfassend die Maßnahmen:
    • a) Bildung einer textilen Fläche aus Träger- und Bindefasern,
    • b) Verfestigung mittels Kalander, so daß die Schmelzbinde-Fasern erweichen, an- oder aufschmilzen und sich eine ausreichende Stabilität und Oberflächengüte ergibt, wobei die Verfestigung mittels Kalander mit einer Kalanderwalze erzeugt wird, deren Prägetiefe zwischen 0,1 und 0,5mm, beträgt, die Kalandrierung bei Temperaturen zwischen 240 und 250° C und einem Kalanderdruck von 135–145daN (Liniendruck) erfolgt und
    • c) Endverfestigung der Betonformzwischenlage durch Aufschmelzen der Schmelzklebefaser, vorzugsweise im Umluftofen.
  • Eine bevorzugte Form der Bildung der textilen Fläche gemäß Maßnahme a) besteht in der Spunbond-Bildung unter gleichzeitiger Ausbildung der Schmelzbinderfasern.
  • Die gemäß b) beschriebene Kalandrierung erfolgt bei Temperaturen zwischen 240 und 250°C und einem Kalanderdruck von 135 bis 145 daN (Liniendruck). Hierbei wird gleichzeitig ein Prägemuster erzeugt. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um ein Leinwand-Prägemuster.
  • Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Betonformzwischenlage zur Herstellung einer Betonform, die auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
  • Von den Spinnvliesen, sind sogenannte schmelzbinderverfestigte Spunbonds, die durch eine Wirrablage frisch schmelzgesponnener Filamente erzeugt werden, bevorzugt. Sie bestehen üblicherweise aus vorstehend beschriebenen Träger- und Schmelzbinde-Fasern.
  • Die Herstellung derartiger Betonformen wird in dem Deutschen Gebrauchsmuster DE 9117089 U1 detailiert beschrieben.

Claims (11)

  1. Betonformzwischenlage aus einem textilen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde ein Spinnvlies ist, das a) aus Träger- und Schmelzbinde-Fasern aufgebaut wird, b) der Einzelfilamentiter der Trägerfasern zwischen 1 und 2 dtex beträgt, c) das Spinnvlies eine Höchstzugkraft von mindestens 400 N in Längsrichtung und mindestens 300 N in Querrichtung gemessen an einem 5cm breiten Streifen besitzt und d) eine Porengröße von 10 bis 80 μm aufweist.
  2. Betonformzwischenlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnvlies ein schmelzbinderverfestigtes Spinnvlies ist.
  3. Betonformzwischenlage gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des als Bindefaser vorliegenden Bindemittels im Vliesstoff weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Vliesstoffes, beträgt.
  4. Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasertiter der Bindefasern 1 bis 10 dtex, vorzugsweise 1 bis 4 dtex, betragen.
  5. Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnvliese Flächengewichte von 50 bis 250 g/m2, vorzugsweise 130 bis 170 g/m2, aufweisen.
  6. Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger- und Schmelzbinde-Fasern einer Polymerklasse zugehörig sind.
  7. Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnvliese nach ihrer Herstellung unter Wärme- und Druckeinwirkung kalandriert werden, so daß die Schmelzbinde-Fasern eine ausreichende Verfestigung des Vlieses gewährleisten.
  8. Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnvliese auf mindestens einer der beiden Seiten ein Prägemuster aufweisen.
  9. Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnvlies eine Luftdurchlässigkeit von bis zu 250 l/m2s bei 200 Pa (bestimmt gemäß DIN 53887) hat und eine Wasserdichtheit von 40 bis 300 mm Wassersäule (bestimmt gemäß DIN 53886) aufweist.
  10. Verwendung der Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung einer Betonform.
  11. Verfahren zur Herstellung der Betonformzwischenlage gemäß einem der Ansprüche 1–9 umfassend die Maßnahmen (a) Bildung einer textilen Fläche aus Träger- und Bindefasern, (b) Verfestigung mittels Kalander, sodass die Schmelzbindefasern erweichen, an- oder aufschmelzen und sich eine ausreichende Stabilität und Oberflächengüte ergibt, wobei die Verfestigung mittels Kalander mit einer Kalanderwalze erzeugt wird, deren Prägetiefe zwischen 0,1 und 0,5mm, beträgt, die Kalandrierung bei Temperaturen zwischen 240 und 250° C und einem Kalanderdruck von 135–145daN (Liniendruck) erfolgt und (c) Endverfestigung der Betonformzwischenlage durch Aufschmelzen der Schmelzklebefaser, vorzugsweise im Umluftofen.
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