DE1962603C

DE1962603C - Lightweight construction element, in particular lightweight construction panel, and method for producing the same

Info

Publication number: DE1962603C
Application number: DE19691962603
Authority: DE
Inventors: Hubert 4130 Moers; Kammermeier Jürgen 4150 Krefeld-Uerdingen; Klöker Werner Dr. 4150 Krefeld-Bockum Gossens
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Filing date: 1969-12-13
Publication date: 1972-05-04

Description

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Die Erfindung betrifft ein Leichtbauelement, ins- festigkeit, bis etwa 40 kp/cm^a Biegezugfestigkeit und besondere eine Leichtbauplatte, bestehend aus von etwa 6000 bis etwa 14 000 kp/cm⁸ E-Moduln.
Kunstharzhartschaum und einer damit verbundenen, Bei Verwendung von oBenporigen Schaum- und aus dekorativen witterungsbeständigen Einzelteilen Füllstoffen können atmungsaktive Bauelemente herbestehenden Oberfläche. Bei einer bekannten Leicht- 5 gestellt werden. Außerdem treten bei Bewitterung bauplatte dieser Art bestehen die dekorativen wit- keine AusblUhungen und keine Schleier auf, wie dies terungsbeständigen Einzelteile aus Keramikelementen bei Zementbetonbauelementen der Fall sein kann, (vgl. »Baumeister« 1962, Heft 7, S. 753). Derartige Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Keramikelemente sind als witterungsbeständige und Herstellen des Leichtbauelements. Das bevorzugte dekoritave Oberfläche relativ teuer. io Verfahren zur Herstellung von Zement-Waschbeton-The invention relates to a lightweight construction element with a strength of up to about 40 kp / cm ^a flexural strength and, in particular, a lightweight construction panel, consisting of from about 6000 to about 14,000 kp / cm ⁸ E-modules.
Synthetic resin hard foam and an associated surface, which when using open-cell foam and decorative, weather-resistant individual fillers, can create a surface that is breathable. In a known light 5 are made. In addition, when exposed to weathering, building board of this type does not have any blooming or veils, as can be the case with aging-resistant individual parts made of ceramic elements in cement-concrete building elements (cf. "Baumeister" 1962, No. 7, p. 753). Such The invention also relates to a method for ceramic elements are as weather-resistant and manufacture of the lightweight construction element. The preferred decorative surface is relatively expensive. io process for the production of cement exposed aggregate concrete

Weiterhin sind zementgebundene Baueier :.e be- platten ist das sogenannte »Sandbett-Verfahren«. Der kannt, insbesondere -platten, mit Waschbeton-Ober- Boden der kastenartigen Form wird zunächst mit flächenstruktur. Sie dienen hauptsächlich dekorativen einer Sandschicht bedeckt. Darauf wird das wasser-Zwecken, so z. B. als Brüstungsplatten, Wandbe- benetzte Grobkorn, z. B. Kiesel oder/und Marmorschichtungen und Vorhangfassaden, oft ohne sta- 15 oder/und Quarz-oder/und anderer Gesteinsplitt, meist tische Funktion für das Bauwerk, so daß stabile verschiedener Korngröße, aufgebracht und die Form Unterkonstruktionen erforderlich sind. Wegen ihres gerüttelt, bis das Grobkorn den Formboden berührt, höhen Raumgewichts, das bei etwa 2,4 Tonnen pro Dabei soll die Dicke des Sandbettes etwa ein Drittel Kubikmeter Heat, sind die Transport- und Montage- des durchschnittlichen Grobkorndurchmessers bekosten hoch. Außerdem nehmen diese Bauelemente 20 tragen. Dann wird eine Lage Zementmörtel aufgein feuchter Umgebung bis zu 10 und mehr Volum- tragen, die die Grobkornschicht etwa 1 cm hoch Überprozent Wasser auf, wodurch ihre ohnehin hohe decken soll. Bevor der Mörtel abgebunden hat, wird Wärmeleitfähigkeit noch weiter erhöht wird. Dies schließlich die Kernbetonschicht in die Form eingemacht in vielen Fällen eine zusätzliche Wärmedäm- bracht, in die gegebenenfalls Bewehrungen eingelasmung erforderlich, z. B. durch Aufbringen von 35 sen sind.Furthermore, cement-bound building eggs are: .e paving is the so-called »sand bed method«. the knows, in particular -platten, with exposed aggregate concrete top floor of the box-like shape is initially with surface structure. They are mainly used for decorative purposes, covered by a layer of sand. Thereupon the water-purposes, so z. B. as parapet panels, wall-wetted coarse grain, z. B. pebbles and / or marble layers and curtain walls, often without sta- 15 and / and quartz and / and other stone chippings, mostly table function for the structure, so that stable different grain size, applied and the shape Substructures are required. Because of their shaken until the coarse grain touches the bottom of the mold, high density, which is around 2.4 tons per. The thickness of the sand bed should be around a third Cubic meters of heat, the transport and assembly of the average coarse grain diameter are paid for high. In addition, these components take 20 wear. Then a layer of cement mortar is applied Moist environment up to 10 and more volume, which the coarse grain layer about 1 cm high over percent Water, which is supposed to cover their already high levels. Before the mortar has set, will Thermal conductivity is increased even further. This eventually potted the core concrete layer into the mold in many cases an additional thermal insulation, in which reinforcements may be inserted required, e.g. B. are sen by applying 35.

Wärmedärnmschichten, z. B. Schaumstoff- oder Normalerweise ist eine solche Bauplatte erst nach Faserplatten, die ihrerseits jedoch eine noch geringere einigen Tagen so weit gehärtet, daß sie entformt und mechanische Festigkeit besitzen. Deshalb sind häufig transportiert werden kann. Ihre volle Festigkeit Sandwich-Elemente erforderlich, bestehend aus einer erreicht sie erst nach etwa 28 Tagen. Nach dem Er-Zementwaschbetonoberflächenplatte, einer Wärme- 30 härten und Entformen wird auf der bisherigen Unterdämmschicht und einer Rückwand aus einem Material seite der Platte der nicht durch den Zement gebunmit höherer Festigkeit, z. B. Zementbeton- oder dene Sand ausgeblasen, ausgewaschen oder ausge-Asbestzementplatten. Wegen der geringen Festigkeit bürstet, wodurch die Waschbetonoberflächenstruktur der Wärmedämmschicht ist häufig die Verwendung entsteht.Thermal insulation layers, e.g. B. foam or normally such a building board is only after Fibreboard, which in turn, however, cured an even less few days to such an extent that it is demolded and have mechanical strength. That is why they can be transported frequently. Your full strength Sandwich elements required, consisting of one, will only reach you after about 28 days. After the he-cement wash concrete surface slab, a thermal hardening and demolding is on the previous under-insulation layer and a back wall made of a material side of the plate that is not bound by the cement higher strength, e.g. B. Cement concrete or sand blown, washed out or asbestos cement panels. Because of the low strength brushes, creating the exposed aggregate concrete surface structure the thermal barrier layer is often the use that arises.

von Metallankern, die die beiden Deckplatten durch 35 Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellungof metal anchors, which the two cover plates by 35 The inventive method for manufacturing

die Wärmedämmschicht hindurch miteinander ver- der eingangs beschriebenen neuen Leichtbauelementethe thermal insulation layer through one another with the new lightweight construction elements described at the beginning

binden, nicht zu umgehen. Solche Metallanker bilden besteht demgegenüber darin, daß man Grobkorn derbind not to bypass. Such metal anchors, on the other hand, consists in the fact that the coarse grain

jedoch Wärmebrücken und setzen die Wärmedämm- genannten Art in einem Sandbett vorlegt und in anhowever, thermal bridges and put the thermal insulation type mentioned in a sand bed and put in

wirkung der Sandwich-Elemente herab. sich bekannter Weise, gegebenenfalls in Gegenwarteffect of the sandwich elements. in a known manner, optionally in the presence

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein 40 von Fasermaterial, insbesondere Glasfasern, oder/und Leichtbauelement der eingangs genannten Art zu Leichtfüllstoffen, mit einer einen Hartschaum bildenschaffen, bei dem die die Oberfläche bildenden deko- den, ohne notwendige äußere Wärmezufuhr härtenrativen witterungsbeständigen Einzelteile aus billigem den Kunstharzmasse 'hinterschäumt, nach der AusMaterial bestehen. Dabei sollen die Nachteile härtung des Schaumes entformt und den nicht gezementgebundener Bauelemente mit dekorativer wit- 45 bundenen Sand zwischen den. Grobkorn mechanisch terungsbeständiger Oberfläche (Waschbeton) vermie- entfernt.The invention is based on the object of providing a 40 made of fiber material, in particular glass fibers, and / or Lightweight construction element of the type mentioned at the beginning for lightweight fillers, with a creating a rigid foam, in which the decodes forming the surface are hardened without the need for external heat input Weather-resistant individual parts made of cheap synthetic resin compound 'foamed back, according to the AusMaterial exist. The disadvantages of hardening the foam are said to be demoulded and the non-cement-bound foam Building elements with decorative wit- 45 bound sand between the. Mechanical coarse grain aging-resistant surface (exposed aggregate concrete) removed.

den we^rden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht ge- Da das Verschäumen und Härten der Kunststoffmäö der Erfindung darin, daß die Oberfläche des massen durchweg nur wenige Minuten beansprucht, Leichtbauelements der eingangs genannten Art eine können die Bauelemente schon nach sehr kurzer Zeit waschbetonähnliche, im wesentlichen aus grobkör- ₅₀ entformt und fertiggestellt werden,
nigem Füllmaterial bestehende, kunstharzgebundene Dieses einfache Verfahren ist nur dadurch möglich, Struktur aufweist. daß, wie sich überraschenderweise gezeigt hat, die Die neuen Leichtbauelemente verbinden das verschäumbar Kunststoffmasse an den Berührungsdekorative Aussehen der Außenschicht mit einem stellen mit dem Sandbett keinen Schaum bildet bzw. vergleichsweise geringen Raumgewicht und daher 55 daß zunächst entstandener Schaum sehr rasch wieder einer guten Wärmedämmwirkung, nehmen durch die zusammenfällt, so daß eine feste Verbindung Oberfläche praktisch kein Wasser auf und besitzen zwischen der inneren Sandschicht und dem Grobzugleich hohe Festigkeitseigenschaften, insbeson- korn einerseits und der Kunststoffmasse und dem dere, wenn — gemäß einer bevorzugten Ausführungs- Hartschaumkern andererseits entsteht. Diese kunstform — die Kunstharzhartschaumschicht durch Fa- 60 harzmörtelähnliche kompakte Schicht ist im allgesern, z. B. Glasfasern, verstärkt ist oder/und Leicht- meinen etwa 1 bis etwa 5 mm dick, füllstoffe, wie Blähton oder Schaumglaskugeln ent- An Stelle des üblichen Sandes für das Sandbett hält, so daß sie auch als tragende Bauelemente ver- kann gegebenenfalls auch Quarz-, Marmor-, Dolomitwendet werden können. Typische Daten für Raum· oder ein anderes Gesteinmehl oder Kaolin- oder gewicht und Festigkeitseigenschaften sind z. B.: etwa _e. Glasmehl verwendet werden. Auch gemahlene Kunst-0,5 bis etwa 1 Tonne pro Kubikmeter Raumgewicht stoffe, ζ. B. Polyester-, Epoxid- oder Polyurethanund, je nach Art und Menge der Füllstoffe und des harze sind geeignet. Schaummaterials, etwa 6 bis etwa 100 kp/cm* Druck- Die Korngröße des Sandbettmaterials kann, wie the we ^r the. The solution to this problem consists in that the foaming and hardening of the plastics material of the invention consist in that the surface of the mass consistently only takes a few minutes. _{50 to be} demolded and finished,
Nigem filling material existing, synthetic resin-bound This simple process is only possible by having structure. that, as has surprisingly been shown, the new lightweight construction elements combine the foamable plastic compound on the decorative touch appearance of the outer layer with a place with the sand bed no foam or comparatively low density and therefore 55 that initially formed foam very quickly again a good thermal insulation effect, absorb through the collapses so that a solid connection surface practically does not absorb water and have high strength properties between the inner sand layer and the coarse at the same time, in particular grain on the one hand and the plastic mass and the other, if - according to a preferred embodiment, rigid foam core is formed on the other hand. This art form - the synthetic resin hard foam layer through a resin mortar-like compact layer is in general, z. B. glass fibers, is reinforced or / and lightweight mean about 1 to about 5 mm thick, fillers, such as expanded clay or foam glass spheres, instead of the usual sand for the sand bed, so that they can also be used as load-bearing components Quartz, marble, dolomite can be used. Typical data for space or another rock flour or kaolin or weight and strength properties are e.g. E.g .: about _e . Glass flour can be used. Also ground plastics materials from 0.5 to about 1 ton per cubic meter of density, ζ. B. polyester, epoxy or polyurethane, depending on the type and amount of fillers and resins are suitable. Foam material, about 6 to about 100 kgf / cm * pressure. The grain size of the sand bed material can be, such as

beim Zementwaschbeton, den gewünschten Effekten angepaßt werden. Sie liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,1 und etwa 1 mm, kann jedoch auch darunter oder darüber gewählt, werden.with cement washed concrete, the desired effects can be adapted. It is generally between about 0.1 and about 1 mm, but can also be selected below or above.

Wie beim Zementwaschbeton wird das Aussehen der Oberfläche aber weitgehend durch das Grobmaterial, z. B. Kies, Gesteinsplitt, Marmor- oder/und Glasbruch, und dessen Korngröße bestimmt. Letztere kann einige Millimeter bis mehrere Zentimeter betragen. Gegebenenfalls kann das Grobmaterial zuvor mit einer dünnen Kunstharzschicht überzogen werden.As with exposed cement, the appearance of the surface is largely determined by the coarse material, z. B. gravel, stone chippings, marble and / or broken glass, and its grain size is determined. Latter can be a few millimeters to several centimeters. If necessary, the coarse material can be used beforehand be coated with a thin layer of synthetic resin.

Als ohne äußere Wärmezufuhr härtbare und verschäumbare Kunstharzmassen kommen z. B. in Betracht: ungesättigte Polyesterharzmassen, wie sie z. B. in den französischen Patentschriften 1 535 795 und 1 535 796 beschrieben sind, ferner Polyurethanhartschaummassen, verschäumbare Phenol- und Methacrylatharze und ähnliche, polymerisierbare Gruppen enthaltende, härtbare Monomere, Oligomere und jo Polymere, ferner Silikone, Polysulfide und PoIythiolverbindungen. As curable and foamable without external heat supply Resin compounds come z. B. into consideration: unsaturated polyester resin compositions, as z. B. are described in French patents 1,535,795 and 1,535,796, furthermore rigid polyurethane foam compositions, foamable phenolic and methacrylate resins and similar polymerizable groups containing curable monomers, oligomers and polymers, as well as silicones, polysulfides and polythiol compounds.

Die verschäumbare Kunststoffmasse wird vorteilhaft so eingestellt, daß das Raumgewicht des entsprechenden Hartschaums ohne die erwähnten Zu-Sätze über etwa 30 kg pro Kubikmeter, zweckmäßig zwischen -twa 60 und etwa 500 kg/m³, mit den erwähnten Zusätzen zwischen 150 und 1200 kg/m³, liegt.The foamable plastic mass is advantageously adjusted so that the volume weight of the corresponding rigid foam without the mentioned additions over about 30 kg per cubic meter, expediently between-about 60 and about 500 kg / m ³ , with the mentioned additives between 150 and 1200 kg / m ³ , is located.

Will man den Hartachai vn durch Glasfasern verstärken, so mischt man die Fasern zweckmäßig der Kunstharzmasse schon vor dem Einfüllen in die Form zu. Fasermatten und -gewebe kann man auch zuerst auf die Vorsatzschicht legen. If you want to reinforce the Hartachai vn with glass fibers, it is advisable to mix the fibers with the synthetic resin compound before it is poured into the mold. Fiber mats and fabrics can also be placed on top of the facing layer first.

Der Verbund zwischen der dekorativen Außenschicht und dem Schaumstoff bzw. Schaumstoff-Leichtbeton kann erhöht werden, indem man einen trocknen oder mit Reaktionsharz benetzien, geschnittenen Glasfaser-Roving auf das Sandbett aufspritzt oder einen Endlosroving in Schlaufenform oder ein Faserflies, ein Gewebe oder eine Matte aufbringt und stellenweise durch das vorher oder nachher aufgespritzte Reaktionsharz mit der Vorlage verbindet. Die Fasern oder Schlaufen ragen dann in den Schaumstoff bzw. Schaumstoff-Leichtbeton hinein und führen zu einem zusätzlich wirksamen mechanischen Verbund.The bond between the decorative outer layer and the foam or foam lightweight concrete can be increased by drying a cut or wetting it with reaction resin Glass fiber roving is sprayed onto the sand bed or an endless roving in loop form or a fiber fleece, a fabric or a mat applies and in places through the before or after sprayed reaction resin connects with the template. The fibers or loops then protrude in the foam or foam lightweight concrete into it and lead to an additionally effective mechanical bond.

Besonders vorteilhaft ist es, die Grobkorn- und Sandbettschicht mit Leichtfüllstoffen, z. B. Blähtonoder Schaumglaskugeln, zu bedecken und den auszuschäumenden Raum in an sich bekannter Weise damit zu füllen. Die zu verschäumende Kunstharzmasse wird dann in die Hohlräume zwischen diese Kugeln eingegossen.It is particularly advantageous to cover the coarse grain and sand bed layer with lightweight fillers, e.g. B. expanded clay or Foam glass balls to cover and the space to be foamed in a manner known per se to fill with it. The synthetic resin compound to be foamed is then placed in the cavities between them Poured balls.

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, das Verschäu- as men in einer geschlossenen Form vorzunehmen. In general, it is advisable to carry out the foaming in a closed mold.

Vor dem Hinterschäumen der Grobkorn' und Sandbettschicht kann man diese gegebenenfalls mit «inem kalthärtenden Reaktionsharz besprühen, und zwar mit einer solchen Menge, daß etwa 1 bis 3 mm des Sandbetts damit durchtränkt warden. Nachdem das Harz geliert ist, hinterfüllt man mit LeichtfUH-stoffen und legt einen Deckel, z. B. einen Gipskarton oder eine Asbestzement- oder glasfaserverstärkte Kunststoffplatte, auf. Dann kann man die Form vertikal aufrichten, so daß die bisherige Bodenplatte eine Seitenplatte bildet, und Ausschäumen, nachdem die Form an der oberen Schmalseite geschlossen worden ist. Auf diese Weise entsteht eine Art Sandwich, wobei aber der Plattenkern und die Waschbetonoberfläche eine Einheit bilden und die Rückseite aufgeschäumt ist. Before the coarse grain and sand bed layers are foamed back, they can optionally be sprayed with a cold-curing reaction resin in such an amount that about 1 to 3 mm of the sand bed are soaked with it. After the resin has gelled, it is backfilled with lightweight FUH materials and a lid is placed, e.g. B. a plasterboard or an asbestos cement or glass fiber reinforced plastic panel on. Then you can erect the mold vertically, so that the previous base plate forms a side plate, and foaming after the mold has been closed on the upper narrow side. This creates a kind of sandwich, but the plate core and the exposed aggregate concrete surface form a unit and the back is foamed.

Besondere Wirkungen kann man durch Einfärben oder Pigmentieren des Sandes, des G;obkornmaterials oder/und des Kunstharzes erzielen.Special effects can be achieved by coloring or pigmenting the sand, the G; obkorn material or / and achieve the synthetic resin.

example

Eine auseinandernehmbare Form der Tnnenmaße 100 X 80 X 7,5 cm aus mehrschichtigem Sperrholz (etwa 30 bis 40 mm stark) wird innen mit Bohnerwachs als Trennmittel eingerieben und horizontal (flach) zusammengebaut — bis auf den Deckel. Der Boden der Form wird mit einer etwa 1 cm dicken Schicht eines trockenen Quarzsandes Typ M 3 ausgefüllt. Darauf werden möglichst gleichmäßig 16 kg trockener Rheinkies der Körnung 15 bis 30 mm gestreut. Der Kies wird leicht in den Sand eingedrückt bzw. eingerüttelt. Es ist darauf zu achten, daß der Kies überall möglichst gleich tief im Quarzsand steckt. Der Rest der Form wird mit einem Blähglas der Körnung 15 t« 30 mm aufgefüllt. Dann werden etwa 5900 g eines schäumbaren Polyesterharzgemisches einschließlich Treibmittel und Peroxidkatalysator, wie in der französischen Patentschrift 1 535 795 beschrieben, in gleichmäßiger Verteilung in die Hohlräume zwischen dem Kies verteilt. Die Form wird mit einem mit mehreren etwa 10-mm-Bohrungen versehenen Deckel geschlossen. Nach wenigen Minuten füllen sich diese Zwischenräume mit Polyesterschaum aus. Nach etwa 30 Minuten ist der Schaum ausgehärtet. Zweckmäßig läßt man das Formteil noch weitere 30 Minuten in der Form vor dem Entformen. Dar lockere, trockene, nicht gebundene Sand an der unteren Sichtbetonfläche wird schließlich mit Preßluft oder Wasser entfernt.A dismountable form of the inner measurements 100 X 80 X 7.5 cm made of multilayer plywood (about 30 to 40 mm thick) is covered with floor wax on the inside rubbed in as a release agent and assembled horizontally (flat) - except for the lid. the The bottom of the mold is filled with an approximately 1 cm thick layer of dry quartz sand, type M 3. 16 kg of dry Rhine gravel with a grain size of 15 to 30 mm are scattered as evenly as possible. The gravel is lightly pressed or vibrated into the sand. It is important to ensure that the Gravel is as deep as possible in the quartz sand everywhere. The rest of the shape is covered with an expanded glass of grit 15 t «30 mm filled. Then about 5900 g of a foamable polyester resin mixture including blowing agent and peroxide catalyst, as described in French patent 1,535,795, evenly distributed in the cavities distributed between the gravel. The shape comes with one with several approximately 10 mm holes provided lid closed. After a few minutes, these spaces fill up with polyester foam out. The foam has hardened after about 30 minutes. The molding is expediently left in the mold for a further 30 minutes demolding. Dar loose, dry, unbound Sand on the lower exposed concrete surface is finally removed with compressed air or water.

In entsprechender Weise kann man unter Verwendung von einem einen Polyurethanschaumstoff oder einen Phenolharzschaum liefernden Bindemittelgemischen arbeiten.In a corresponding manner, one can use a polyurethane foam or a phenolic resin foam producing binder mixtures work.

Claims

Patent claims:

1. Lightweight construction element, in particular lightweight construction panel, consisting of hard synthetic resin foam and an associated surface consisting of decorative, weather-resistant individual parts, characterized in that the surface is similar to washed concrete, essentially has a synthetic resin-bonded structure consisting of coarse-grained filler material.

2. Lightweight construction element according to claim 1, characterized in that the synthetic resin foam, as known per se, is fiber-reinforced and / or contains lightweight fillers.

3. Verfahren zum Herstellen des Leichtbauelements nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein grobkörniges Füll· material enthaltendes Sandbett in einer Schalung vorlegt und in an sich bekannter Weise, gegebenenfalls in Gegenwart von Fasermaterial und/oder LeichtfUllstoffen, mit einer einen Haftschaum bildenden, ohne äußere Wärmezufuhr härtenden Kunstharzmasse hinterschäumt, nach der Aushärtung des Schaumes entschalt und den nicht gebundenen Sand zwischen dem grobkörnigen Füllmaterial mechanisch entfernt.3. A method for producing the lightweight construction element according to claim 1 or 2, characterized in that a coarse-grained filling material-containing sand bed is presented in a formwork and in a manner known per se, optionally in the presence of fiber material and / or Light fillers, with an adhesive foam forming synthetic resin mass, which cures without external heat supply, is back-foamed after the foam has hardened and the mold is not mechanically removed bound sand between the coarse-grained filler material.