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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung, insbesondere Beschichtung
von Dämmstoffen
mit einer Beschichtung zum zumindest partiellen Verkleben einer
aus dem Dämmstoff
hergestellten Wärmedämmplatte
mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen, wobei die Wärmedämmplatte,
insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollefasern
oder Polystyrol-Hartschaum besteht und die Beschichtung auf zumindest einer
grossen Oberfläche
der Wärmedämmplatte aufgebracht
wird und die Wärmedämmplatte
vor dem und/oder beim Aufbringen der Beschichtung zumindest im Bereich
der zu beschichteten Oberfläche
perforiert, insbesondere genadelt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen
nach diesem Verfahren, bestehend aus zumindest einem Träger mit
einer Vielzahl in Richtung auf eine Dämmstofflage ausgerichteten,
insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildeten Nadeln oder Stiften,
wobei der Träger
einer Beschichtungseinrichtung vorgeschaltet ist, die Bestandteil
einer kontinuierlich arbeitenden Dämmstoffproduktionsanlage ist.
Schliesslich ist Gegenstand der Erfindung ein Dämmstoffelement zu Wärme- und/oder
Schalldämmzwecken,
insbesondere in Verbindung mit Wärmedämmverbundsystemen,
bestehend aus einer Wärmedämmplatte,
insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise aus Glas- oder Steinwollefasern,
oder Polystyrol-Hartschaum, mit einer zumindest auf einer grossen
Oberfläche
aufgebrachten Beschichtung zur zumindest partiellen Verklebung der
Wärmedämmplatte
mit Deckschichten bzw. tragenden Flächen, wobei die Wärmedämmplatte
zumindest im Bereich der die Beschichtung aufweisenden großen Oberfläche bzw. Oberflächen perforiert
ausgebildet ist und eine Vielzahl von zur Beschichtung hin offenen
Löchern
aufweist und die Beschichtung Vorsprünge ausbildet, die in die Löcher eingreifen,
so dass die ausgehärtete Beschichtung
eine nagelförmige,
in der Wärmedämmplatte
verankerte Struktur hat.
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Bei
vielen Anwendungen von Dämmstoffelementen
zur Wärme-
und/oder Schalldämmung
ist ein kraftschlüssiger
Verbund zu den tragenden Flächen einerseits
und/oder Deckschichten andererseits erforderlich. Beispielsweise
sind Flachdachkonstruktionen bekannt, bei denen die Dämmstoffelemente
auf tragende Beton- oder Profilblechflächen aufgeklebt sind und auf
die selbst eine wasserableitende Schicht aus Bitumenbahnen oder
Kunststoff-Folien aufgeklebt ist. Bei Schrägdachdämmungen werden wasserdampfdurchlässige, aber
wasserableitende Folien durch eine partielle Verklebung mit dem
Wärmedämmstoff
verbunden. In beiden Fällen
wirkt der Windsog dauernd oder nur während der Errichtungsphase
des Schrägdaches
auf den Verbund aus dem Dämmstoffelement
und der Abdeckung ein.
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Bei
Wärmedämmverbundsystemen
werden die Wärmedämmplatten
auf einen Untergrund, beispielsweise eine Außenfassade aufgeklebt und gegebenenfalls
auf den freiliegenden Flächen
der Dämmstoffelemente
Putzschichten oder Keramikplatten kraftschlüssig aufgebracht. In diesen
Fällen wirkt
die Eigenlast in Verbindung mit dem Windsog auf das Wärmedämmverbundsystem
ein.
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Andererseits
ist es bekannt, schubsteife Dämmstoffelemente,
beispielsweise aus nicht brennbarer Mineralwolle, beidseitig mit
glatten oder profilierten Flächen
zu verkleben. Diese Elemente werden als Trenn- und/oder Außenwände und/oder
Decken sowie als Schotts auf Schiffen usw. eingesetzt.
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Darüber hinaus
ist es bekannt, Dämmstoffelemente
der hier in Rede stehenden Art mit Vliesen oder Geweben aus Glas-
und anderen anorganischen und organischen Fasern zu bekleben. Derartig abgedeckte
Wärmedämmplatten
werden als Deckenbekleidungen, Schalldämpferkulissen, in Lärmschutzwänden, Fassadendämmplatten
usw. eingesetzt.
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In
diesen Bereichen werden Mineralwolle-Dämmstoffe, Polystyrol-Hartschäume, Polyurethan-Hartschäume, Polyisocyanurat-Hartschäume sowie
Phenolharz-Hartschäume
am häufigsten
als Dämmstoffe
verwendet. Daneben ist es auch bekannt, Dämmstoffelemente aus Zellulosefasern und/oder
anderen organischen Fasern herzustellen. Bei diesen Dämmstoffelementen
bestehen hinsichtlich ihrer Dämmeigenschaften
und ihrer Anwendbarkeit Vor- und Nachteile, die an sich bekannt
sind und hier nicht weiter erörtert
werden sollen.
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Dämmstoffelemente
aus Mineralfasern bestehen aus glasig erstarrten Fasern mit unterschiedlichen
chemischen Zusammensetzungen. Diese Fasern sind mit relativ spröden Bindemitteln
wie duroplastischen Phenolharzen, Ormoceren oder dergleichen gebunden.
Es werden hierbei Glaswolle- und Steinwolle-Dämmstoffe unterschieden, wobei
die Steinwolle-Dämmstoffe
in der Regel eine höhere Rohdichte
gegenüber
den Glaswolle-Dämmstoffen aufweisen.
Glaswolle-Dämmstoffe
und Steinwolle-Dämmstoffe
werden unter dem Begriff Mineralwolle-Dämmstoffe zusammengefaßt, wobei
die Fasern mittlere Durchmesser von ca. drei bis sechs μm aufweisen,
unterschiedlich lang und glatt oder in sich gekrümmt in dem Dämmstoffelement
angeordnet sind. Die Fasern liegen zumeist parallel oder in einem ganz
flachen Winkel zu den beiden großen Oberflächen des Dämmstoffelementes. Es sind aber
auch sogenannte Lamellenplatten bekannt, bei denen die Einzelfasern
steil bis senkrecht zu den großen,
zumeist mit Klebemitteln versehenen Oberflächen angeordnet sind. Die Zug-
und Druckfestigkeit dieser Lamellenplatten ist im Vergleich zu den
Dämmstoffelementen
mit parallel zu den großen
Oberflächen
verlaufenden Fasern deutlich erhöht.
Die Anisotropie der Festigkeitseigenschaften wird beispielsweise
bei sogenannten Lamellenmatten ausgenutzt. Hier werden relativ schmale
Lamellen auf eine Trägerfolie aufgeklebt.
Die Lamellen sind senkrecht zu den großen Oberflächen gegen Druck resistent
und in horizontaler Richtung kompressibel, so daß die Matten relativ leicht
aufgerollt werden können
und gleichzeitig bei der Applikation dieser Lamellenmatten auf eine
Fläche
eine ausreichend hohe Druckfestigkeit aufweisen.
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Die
horizontal oder flach gegenüber
den großen
Oberflächen
gelagerten Fasern, auf die ein Kleber aufgebracht werden soll, bilden
hervorragende Feinfilter, so daß nur
echte Lösungen,
Teilchen in Nanometergröße oder
bis zu einigen Mikrometern Durchmesser überhaupt in die Oberfläche eindringen können. Um
ein stärkeres
Eindringen der Kleber in die großen Oberflächen zu ermöglichen, ist es bekannt, den
Kleber bzw. eine entsprechende Beschichtung unter Druck in die Oberflächen des Dämmstoffelementes
einzuarbeiten. Es hat sich aber gezeigt, daß durch diesen Druck die Filterwirkung durch
die Verringerung der Abstände
zwischen den Fasern erhöht
wird. Bei lösungsmittelfreien
Klebern kann aber auf diesen Druck nicht verzichtet werden, um die
Hydrophobie der Fasern zu überwinden.
Die Hydrophobie könnte
auch durch das Hinzufügen
von Tensiden überwunden
werden. Es wäre
dann möglich,
auf den Druck zu verzichten. Die Zuhilfenahme von Tensiden verbietet
sich aber in der Regel, da weder bei der werkseitigen Applikation
aber schon gar nicht bei einer Applikation auf der Baustelle sichergestellt
werden kann, daß nicht
Reste der Tenside in dem Dämmstoff
verbleiben. Diese Tensidereste würden
relativ schnell die Durchfeuchtung des gesamten Dämmstoffes
oder großer
Teile davon bewirken, so daß die
erwünschten
Verarbeitungsqualitäten
nicht erreichbar sind. Bei Dämmstoffelementen
mit rechtwinklig oder steil zu den Oberflächen angeordneten Fasern ist
es prinzipiell leichter, Kleberpartikel zwischen die Fasern zu drücken. Der
Grund hierfür
liegt darin, daß die
Fasern naturgemäß in axialer
Richtung steifer sind und zum anderen beim Eindrücken der Kleberpartikel relativ
zueinander ausweichen können.
Darüber
hinaus können
die Abstände
zwischen den einzelnen Fasern bzw. Faserbüscheln durch ein Aufwölben der
Oberfläche
vergrößert werden.
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Eine
weitere Besonderheit der Dämmstoffelemente
aus Mineralfasern besteht darin, daß nicht alle Fasern gleichmäßig mit
Bindemitteln fixiert sind. Es liegen somit nicht unbeträchtliche
Anteile ungebundener Fasern innerhalb des Dämmstoffelementes vor. Durch
diese ungebundenen Fasern wird die Querzugfestigkeit des Dämmstoffelementes
deutlich reduziert, zumal die ungebundenen Fasern produktionsbedingt
häufig
in der Nähe
der großen
Oberflächen
eingelagert sind. Darüber
hinaus wirken auch die in zunehmenden Maße bei der Herstellung von Dämmstoffelementen
aus Mineralfasern eingebrachten Recyclingfasern festigkeitsmindernd.
Diese Recyclingfasern werden beim üblichen Herstellungsprozeß von Dämmstoffelementen
aus Mineralfasern in eine Sammelkammer eingeblasen, können aber nicht
in gleichem Maße
in die Fasermasse eingebunden werden, wie die Fasern in statu nascendi.
Grundsätzlich
werden derartige Dämmstoffelemente
aus Mineralfasern in der Art hergestellt, daß natürliche oder künstliche
Steine in einem Kupolofen aufgeschmolzen und die Schmelze anschließend einem Zerfaserungsgerät zugeführt wird.
In diesem Zerfaserungsgerät
wird die Schmelze in mikrofeine Fasern zerfasert, die anschließend zumindest
mit Bindemitteln benetzt und auf einem Stetigförderer abgelegt werden. Auf
diesem Stetigförderer
bildet sich dann eine endlose Mineralfaserlage aus, die je nach
gewünschtem
Endprodukt weiterverarbeitet, d. h. beispielsweise verdichtet sowie
horizontol und vertikal geschnitten wird. Andere Verarbeitungs-
bzw. Bearbeitungsstufen sind ebenfalls bekannt.
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Darüber hinaus
sind Dämmstoffelemente aus
Polystyrol-Hartschäumen für die voranstehenden
Anwendungen vorgesehen. Die Oberflächen von als Band- oder Blockschaum
expandiertem Polystyrol-Hartschaum weisen von Natur aus eine gute
Haftfestigkeit u. a. zu handelsüblichen
Bauklebern bzw. kunststoffdotierten Putzen auf. Bei den gesägten oder
geschnittenen Oberflächen
von Blockschaumplatten kommt hinzu, daß die Oberfläche durch
die mechanische Beanspruchung in mikroskopischem Maßstab schuppenartig
aufreißt.
Weiterhin erhöht sich
die spezifische Oberfläche
durch die konkav gewölbten
Mebranen der einzelnen Schaumkugeln. Dabei bleiben die Zwickel zwischen
den aufgeschäumten
Kugeln erhaben stehen, so daß sich
der Kleber oder kunststoffdotierte Putze von beiden Seiten mit den
Stegen verbinden bzw. an den Mikroschuppen verankern können. Diese
Effekte führen
zu normalerweise ausreichenden Haftzugfestigkeiten. In Wärmedämmverbundsystemen
können
die auf die tragende Fläche
aufgeklebten Dämmplatten
normalerweise die aus Eigenlast und Windsog resultierenden Kräfte übernehmen.
Kommt es jedoch zu einer langanhaltenden Durchfeuchtung der Dämmplatten,
so sinkt die Querzugfestigkeit der Verbindung ab. Der Abriß der Kleber-
oder Putzschicht erfolgt überwiegend
auf der Oberfläche
der Dämmstoffplatte.
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Die
voranstehend beschriebenen Dämmstoffelemente
werden in der Regel auf der Baustelle mit den entsprechenden Beschichtungen,
beispielsweise Klebemörteln
und/oder Kunststoffdispersionen bestrichen, bevor die Dämmstoffelemente
bauwerkseitig aufgeklebt werden bzw. der abschließende Putz
aufgetragen wird. Es ist aber auch bekannt, die Beschichtungen der
Dämmstoffelemente
bereits werkseitig vorzusehen, so daß die Dämmstoffelemente mit einer ausgehärteten Beschichtung
baustellenseitig zur Verfügung
gestellt werden können. Sowohl
das Aufbringen einer werkseitigen Beschichtung als auch das Aufbringen
einer Beschichtung vor Ort, d. h. auf der Baustelle kann die voranstehend
beschriebenen Nachteile hinsichtlich der Verarbeitbarkeit der Dämmstoffelemente
aufweisen.
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Aus
der DE-OS 21 04 660 ist ein vorgefertigtes selbsttragendes schall-
und wärmedämmendes Verbundelement
bekannt, dass aus einer Dämmmaterialschicht
und beidseitig angeordneten Flüssigbeschichtungen,
insbesondere aus CaSO4 Bindebaustoffen (Gips
und Kunststoffen) bestehen. Das Dämmmaterial weist beidseitig
gegeneinander versetzte nicht durchgehenden Löcher auf, die eingestanzt,
eingebort oder eingedrückt
sind. Diese Löcher
sind mit der flüssigen
Beschichtung ausgefüllt, so
dass ein verbesserter Verbund zwischen der Bechichtung und dem Dämmmaterial
hergestellt ist. Die aus diesem Stand der Technik vorbekannten Verbundelemente
sind aber nicht für
die Verwendung im Fassadenbereich geeignet. Vielmehr handelt es
sich hierbei um selbsttragende schall- und wärmdämmende Verbundelemente, deren
Beschichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Tragfähigkeit
des Verbundelementes bereitstellt. Diese Beschichtung muss demzufolge
vollständig
ausgehärtet
sein, wodurch wiederum eine Oberfläche entsteht, die wird Sie
entgegen der vorgesehenen Anwendungen mittels eines Klebemörtels im
Fassadenbereich angeordnet die notwendige Festigkeitseigenschaften
nicht bereitstellt. Im Gegenteil, die Ausgestaltung des Verbundelementes
mit den die selbsttragenden Eigenschaften gewährleisteten Beschichtungen
führt zu
einem sehr hohen Gewicht dieses Vebundelementes, so dass eine nicht
unbeachtliche Scherbean spruchung im Bereich des Klebemörtels entsteht,
wenn derartige Verbundelemente als Fassadendämmelemente verbaut werden.
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Ferner
ist aus der
EP 0 758
704 A1 eine Schalldämmplatte
bekannt, die in Gebäuden
für die Schalldämmung von
Dächern,
Wänden
und Decken Verwendung findet. Diese vorbekannte Schalldämmplatte
weist eine aus Schalldämmmaterial
bestehende Schalldämmlage
auf, die beidseitig mit jeweils einer an die Schalldämmlage angeschäumten Hartschaumstofflage
versehen ist. Zur Verbesserung der Verbindung zwischen der Schalldämmlage und
den Hartschaumstofflagen ist die Schalldämmlage mit einer Perforation
ausgebildet, in die das schäumbare Material
unter Ausbildung von Stäben
eindringt. Diese vorbekannte Schalldämmplatte ist zwar für die Verwendung
bei der Fassadendämmung
grundsätzlich
geeignet, da ihre Komponenten ein relativ geringes Gewicht aufweisen,
so dass Scherbeanspruchnungen der voranstehend beschriebenen Art
und Weise relativ gering gehalten werden können. Dennoch ist zu erkennen,
dass auch diese vorbekannte Schalldämmplatte darauf angewiesen
ist, dass bei Ihrer Montage im Fassadenbereich ein Klebemörtel oder
dergleichen aufgetragen wird. Durch die sehr dichten Hartschaumstofflagen
beidseits der Schalldämmlage
wird ein Eindringen des Klebemörtels
in die weitaus poröser
ausgebildete Schalldämmlage verhindert,
so dass die gesamte Kraftbeanspruchung hinsichtlich Eigenlast und
Windlast auf die Hartschaumstofflage übertragen wird. Ein inniger
Verbund zwischen der Schalldämmlage
und dem Klebemörtel
wird daher vermieden. Es treten somit die bereits voranstehend beschriebenen
Nachteile auf, die insbesondere noch dadurch verstärkt werden,
dass aussenseitig auf die Schalldämmplatte ein Putz auftragbar
sein soll, der wiederum zu einer starken Beanspruchung der Schalldämmplatte
führt,
so dass die erforderlichen Standfestigkeiten mit dieser Schalldämmplatte
nicht erzielbar sind.
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Ein
Wärmedämmsystem
mit Platten sowie ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung dieser Platten
ist ferner aus der
DE
41 10 454 A1 bekannt. Bei diesem Wärmedämmsystem werden Platten aus Mineralfaser-Dämmstoff,
insbesondere Basaltfaser-Dämmstoff
verwendet, die als sogenannte Lamellenplatten ausgebildet sind und
mittels Klebemörtel
auf die Fassade aufgeklebt werden. Diese Lamellenplatten sind auch
dazu geeignet, entsprechende Putzschichten aufzunehmen, die abschliessend
aufgetragen werden.
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Schließlich ist
aus der
DE 41 19 353
C1 ein Mineralwolle-Formkörper bekannt, in dessen zumindest
eine Formkörper-Oberflächenschicht
mikrofeiner Zement eingebracht ist, der die Verbindung zwischen
dem Mineralwolle-Formkörper
und einem Klebemörtel
bzw. einem Putz verbessern soll.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Dämmstoffelement
der gattungsgemäßen Art
mit einer Beschichtung zu schaffen, bei welchem die Verbindung zwischen
der Beschichtung und dem Dämmstoffelement
verbessert ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Beschichtung eines Dämmstoffelementes der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, mit welcher bzw. mit welchem ein verbessertes Dämmstoffelement
in einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabenstellung sieht bei einem gattungsgemäßen Dämmstoffelement
vor, daß die
Wärmedämmplatte
zumindest im Bereich der die Beschichtung aufweisenden großen Oberfläche bzw.
Oberflächen
perforiert ausgebildet ist und eine Vielzahl von zur Beschichtung
hin offenen Löchern aufweist
und daß die
Beschichtung Vorsprünge
ausbildet, die in die Löcher
eingreifen, so daß die
ausgehärtete
Beschichtung eine nagelfömige
in der Wärmedämmplatte
verankerte Struktur hat.
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Erfindungsgemäß besteht
das Dämmstoffelement
somit aus einer Wärmedämmplatte,
beispielsweise aus Mineralfasern oder Polystyrol-Hartschaum, und
einer Beschichtung, die zumindest auf einer Oberfläche der
Wärmedämmplatte
angeordnet ist. Die Wärmedämmplatte
hat eine Vielzahl rechtwinklig zu der großen Oberfläche, die mit der Beschichtung
versehen werden soll, verlaufende Öffnungen, insbesondere Löcher, in
die die aufzubringende Beschichtung eindringen kann, um eine tiefe Verankerung
in der Wärmedämmplatte
zu erzielen. Hierdurch wird eine wesentlich bessere Haftung, insbesondere
lösungsmittelfreier
Dispersionskleber oder auf der Basis von hydraulisch erhärtenden
Bindemitteln aufgebauten Kleber bzw. Kombinationen daraus erzielt.
Bei Wärmedämmplatten
aus Polystyrol-Hartschaum hat sich gezeigt, daß die intensivere Verzahnung
der Wärmedämmplatte
mit der Beschichtung einen möglichen
Abriß der
Kleber- oder Putzschicht auf der Oberfläche der Dämmstoffplatte entgegen wirkt,
so daß ein
derartig ausgebildetes Dämmstoffelement
eine deutlich erhöhte
Querzugfestigkeit hat.
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Die
Wärmedämmplatte
ist vorzugsweise genadelt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Wärmedämmplatte
5 bis 20 Löcher
pro cm2, insbesondere 8 bis 10 Löcher pro
cm2 bei faserigen Wärmedämmplatten bzw. 10 bis 16 Löcher pro
cm2 bei Hartschaum-Wärmedämmplatten aufweist. Diese Anzahl
der Löcher
ist ausreichend, um eine innige Verbindung zwischen der Wärmedämmplatte
und der Beschichtung über
die gesamte Fläche
des Dämmstoffelementes
zu erzielen, wobei die Wärmedämmplatte
nicht wesentlich geschwächt
wird.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Löcher in
Abhängigkeit
ihrer dichten Anordnung in der großen Oberfläche der Wärmedämmplatte zumindest im Bereich
der großen Oberfläche Durchmesser
von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm aufweisen. Bei dieser Ausgestaltung
der Löcher
ist zu berücksichtigen,
daß die Dämmeigenschaften
des Dämmstoffelementes
nicht durch zu große
nagelförmige
Verankerungen der Beschichtung negativ beeinflußt werden. Andererseits müssen die
nagelförmigen
Vorsprünge
der Beschichtung ausreichend stabil bemessen sein, um ein Abscheren
der Beschichtung von ihren nagelförmigen Vorsprüngen zu
vermeiden. Allerdings sind auch mit gröberen Einstichen und einer
dementsprechend geringeren Zahl von Einstichen respektive Einprägungen pro
cm2 gute Ergebnisse erzielbar. Wesentlich bei
der Bemessung der Anzahl der Einstiche und der Materialstärke der
in die Einstiche eingreifenden nagelförmigen Vorsprünge der
Beschichtung ist die Struktur des Dämmstoffelementes. Hierunter
sind die Faserorientierung, die Rohdichte, die Bindemittelgehalte
sowie die Elastizität
der Fasern zu verstehen.
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Bei
Mineralfasern, die im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen verlaufen,
sind die Löcher
vorzugsweise kegel- und/oder kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß jedes
Loch in einer Spitze ausläuft.
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Bei
Dämmstoffelementen,
deren Mineralfasern im wesentlichen rechtwinklig oder geneigt zu den
großen
Oberflächen
verlaufen, sind die Löcher vorzugsweise
zylindrisch, kegel- und/oder kegelstumpfförmig und/oder pyramidenstumpfförmig mit jeweils
kalottenförmigen
oder kugelabschnittförmigen
Enden ausgebildet. In jedem Fall sind die Löcher in Abhängigkeit der Rohdichte der
zu behandelnden Dämmstoffe
auszubilden, so daß ein
sicheres Einbringen der Beschichtung in die Löcher möglich ist.
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Selbstverständlich besteht
auch die Möglichkeit,
das Dämmstoffelement
aus einer beidseitig beschichteten Wärmedämmplatte auszubilden. Hierbei hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, die Löcher in beiden großen Oberflächen der
Wärmedämmplatte
versetzt zueinander anzuordnen, so daß eine Verbindung der Löcher beider
Oberflächen
nicht besteht. Eine derartige Verbindung würde durch das Aufbringen der
Beschichtungsmasse gegebenenfalls zu Wärmebrücken führen, die bei derartigen Dämmstoffelementen
zu verhindern sind. Andererseits besteht durch das versetzte Anordnen
der Löcher
in beiden großen
Oberflächen
die Möglichkeit,
eine tiefe Verankerung auch bei solchen Dämmstoffelementen zu erzielen,
die nur eine geringe Materialstärke
aufweisen, so daß jede
Verankerung der Beschichtung größer als
die Hälfte
der Materialstärke
des Dämmstoffelementes
ausgebildet sein kann.
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Bei
Hartschaum-Wärmedämmplatten
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Löcher mit einer Axiallänge von
kleiner gleich 5 mm auszubilden, da dann bereits die voranstehend
beschriebenen Problematiken hinsichtlich des Abrisses der Kleber-
oder Putzschichten auf der Oberfläche der Dämmstoffplatte wesentlich verringert
werden.
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Seitens
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
zur Lösung
der Aufgabenstellung vorgesehen, daß die Wärmedämmplatte vor dem und/oder beim Aufbringen
der Beschichtung zumindest im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche perforiert,
insbesondere genadelt wird.
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Hierbei
werden in die zu beschichtende große Oberfläche 5 bis 20 Löcher pro
cm2, insbesondere 8 bis 10 Löcher pro
cm2 bei faserigen Wärmedämmplatten bzw. 10 bis 16 Löcher pro
cm2 bei Hartschaum-Wärmedämmplatten eingebracht.
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Vorzugsweise
werden beide großen
Oberflächen
der Wärmedämmplatten
perforiert, insbesondere genadelt und anschließend beschichtet, wobei die Löcher in
den gegenüberliegenden
Oberflächen
versetzt zueinander angeordnet werden.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Beschichtung werkseitig aufzubringen.
Hierbei kann die Beschichtung sowohl manuell als auch maschinell
in die Oberfläche
der Wärmedämmplatte
eingearbeitet werden.
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Um
einen innigen Verbund der Beschichtung mit der Wärmedämmplatte zu erzielen ist es
vorteilhaft, die Beschichtung unter Druck auf die Oberfläche der
Wärmedämmplatte
zu applizieren und in die Perforation einzupressen.
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Eine
weitere Verbesserung des Verfahrens hinsichtlich einer innigen Verbindung
zwischen der Wärmedämmplatte
und der Beschichtung wird dadurch erzielt, daß ein relativ dünnflüssiger Kleber
als Beschichtung in die Perforation injiziert und ein relativ dazu
körniger
Klebemörtel
oder dergleichen auf der Oberfläche
angeordnet wird.
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Bei
Wärmedämmstoffen
haben sich als Beschichtung Polyurethan-Injektionen bewährt, wohingegen
Injektionen mit gefülltem
Kieselsol, Ormoceren, Wasserglas, Phosphatbindern oder dergleichen bei
thermisch belastbaren Wärmedämmstoffen
von Vorteil sind. Verfahrensmäßig ist
es schließlich
vorteilhaft, nach der ersten werkseitigen Beschichtung eine zweite
Beschichtung aufzubringen.
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Zur
Durchführung
des voranstehend dargestellten Verfah rens ist eine Vorrichtung
zur Behandlung, insbesondere Beschichtung von Dämmstoffen vorgesehen, welche
aus zumindest einem Träger
mit einer Vielzahl in Richtung auf eine Dämmstofflage ausgerichteten,
insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildeten Nadeln oder Stiften
besteht, wobei der Träger
einer Beschichtungseinrichtung vorgeschaltet ist, die Bestandteil
einer kontinuierlich arbeitenden Dämmstoffproduktionsanlage ist.
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Die
Stifte oder Nadeln sind zu ihrem freien Ende konisch ausgebildet,
wobei zumindest das freie Ende die Konizität aufweist und die Stifte oder
Nadeln im übrigen
zylindrisch ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein
möglichst
zerstörungsfreies
Eindringen der Stifte oder Nadeln in die Wärmedämmplatte.
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Der
Träger
ist vorzugsweise im rechten Winkel zur Dämmstofffläche auf- und niederbewegbar angeordnet.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, den
Träger
als rotierende Walze auszubilden, wobei die Nadeln oder Stifte radial
verlaufend angeordnet sind. Hierbei ist bevorzugt, daß die Nadeln
oder Stifte kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind. Nach
einem weiteren Merkmal dieser Ausgestaltung besteht die Möglichkeit,
die Basis der pyramidenstumpfförmig
ausgebildeten Nadeln oder Stifte in Drehrichtung der Walze schmaler
als in Achsrichtung der Walze auszubilden.
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Um
die Beschichtung tief in die Wärmedämmplatte
zu injizieren, ist vorgesehen, daß zumindest ein Teil der Stifte
oder Nadeln hohl ausgebildet ist und einen Kanal zur Durchleitung
eines dünnflüssigen Klebers
aufweist.
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Schließlich ist
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Nadeln
oder Stifte an ihren freien Ende Widerhaken aufweisen, die insbesondere
dann vorteilhaft sind, wenn Wärmedämmplatten
aus Polystyrol-Hartschaum verfahrensmäßig bearbeitet werden sollen,
da diese Widerhaken eine Vergrößerung der
spezifischen Oberfläche
durch Auf- bzw. Herausreißen
von Material aus der Oberfläche
ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung
werden bei faserigen Dämmstoffelementen
8 bis 10 Einstiche pro cm2 in die Oberfläche der
Wärmedämmplatte
gedrückt.
Die Durchmesser der Einstiche betragen beispielsweise ca. 1 bis
ca. 5 mm, vorzugsweise jedoch 2 bis 3 mm. Für die Herstellung derartiger
Löcher
in einer Wärmedämmplatte
eignen sich beispielsweise Stifte oder Nadeln aus hochfesten Stählen. Die
Form der Stifte ist abhängig
von der Art der Wärmedämmplatte.
Bei Wärmedämmplatten,
deren Fasern parallel zu den großen Oberflächen verlaufen, hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, die Stifte vorzugsweise in eine Spitze auslaufen
zu lassen. Bei Wärmedämmplatten
mit im wesentlichen rechtwinklig zu den Oberflächen angeordneten Fasern eignen
sich insbesondere abgerundete Stifte, da hier der Effekt der seitlichen
Verdrängung
der Fasern überwiegt.
Bei der Auswahl der entsprechenden Stifte spielt die Rohdichte der
Wärmedämmplatte
eine nicht unerhebliche Rolle.
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Die
Stifte sind für
die Bearbeitung von Wärmedämmplatten
zumeist auf Platten aus Metall, Holz, Holzwerkstoffen aufgesetzt,
die im rechten Winkel zu den Dämmstoffoberflächen auf-
und niederbewegt werden. Bei dieser Vorgehensweise ist der Effekt
der Hohlraumbildung in der Oberfläche der Wärmedämmplatte weitgehend unabhängig von
der Orientierung der Fasern in der Oberflächenzone.
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Bei
Wärmedämmplatten
mit im wesentlichen rechtwinklig zu den großen Oberflächen verlaufenden Fasern können auch
Stifte verwendet werden, die kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet
und auf einer Walze befestigt sind. Die Basis der pyramidenstumpfförmigen Stifte
kann dabei in Laufrichtung der Walze deutlich schmaler sein, als koaxial
zur Walze. Bei dieser Konfiguration werden die Spitzen der Stifte
abgerundet, um einen schonenden Eingriff zu bewirken.
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Die Öffnungen
in der Wärmedämmplatte können hinsichtlich
ihrer Durchmesser bzw. Öffnungsweiten
sowie ihrer Tiefe in Abhängigkeit
der Charakteristik der Wärmedämmplatte
ausgebildet sein. Hierbei spielen die Viskosität und die Teilchengröße der Kleber
ebenfalls eine wesentliche Rolle. Darüber hinaus ist auch die erforderliche
Festigkeit des Verbundes aus Wärmedämmplatte
und Beschichtung von Bedeutung. Begrenzt wird die Verankerungstechnik
u. a. dadurch, daß der
Wärmedurchlaßwiderstand
des Dämmstoffs
nicht oder nur unwesentlich verändert
werden soll. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß die behandelten
Dämmstoffelemente
trotz der auf Baustellen üblichen
Imperfektionen und ohne Anwendungen zusätzlicher Behandlungsmethoden,
beispielsweise bei Wärmedämmverbundsystemen,
in ihren durchschnittlichen Querzugfestigkeiten deutlich verbessert
sind. Bei der Herstellung werkseitiger Beschichtungen kann naturgemäß die Güte und Gleichmäßigkeit
der Beschichtung deutlich verbessert werden. Hierbei werden die
auf die Oberfläche
aufgebrachten Kleber durch Abstreifschienen, maschinell angetriebene
Spachtel, rotierende Scheiben und andere Einrichtungen in die Hohlräume der
Wärmedämmplatte
eingedrückt
bzw. auf der Oberfläche
der Wärmedämmplatte
verteilt. In Abhängigkeit
von der Hohlraumgröße, seiner
Tiefe und der Viskosität
der Kleber wird der auf den Kleber ausgeübte Druck bis in die Tiefe
des Hohlraumes wirksam. Unter diesem Druck wird der Kleber auch
in die Seitenbereiche der Hohlräume
gepreßt.
Bei Wärmedämmplatten
mit parallel zu den großen
Oberflächen
ausgerichteten Fasern kann der Kleber auch horizontal zwischen die Fasern
gelangen, so daß sich
die Verankerung der Beschichtung mit der Wärmedämmplatte deutlich verbessert.
Gleichzeitig erfolgt eine lokale Verdichtung der Fasern, die sich
zwischen den Hohlräumen befinden.
Die zusätzliche
seitliche Verzahnung und die lokale Verdichtung um die Hohlräume herum
erhöhen
zusammen mit der durch die Hohlräume
erhöhten
spezifischen Verklebungsfläche
ganz wesentlich die Festigkeit des Dämmstoffelementes.
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Bei
Wärmedämmplatten
mit rechtwinklig zu den großen
Oberflächen
verlaufenden Fasern wirkt der injizierte Kleber ähnlich, wenn auch die horizontale
Ausbreitung geringer ist als bei solchen Wärmedämmplatten, die einen Faserverlauf
mit im wesentlichen parallel zu den großen Oberflächen ausgerichteten Fasern
aufweisen.
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Durch
die Verwendung von Hohlnadeln kann relativ dünnflüssiger Kleber gezielt in die
Oberfläche der
Wärmedämmplatte
injiziert werden, während
auf der Oberfläche
ein relativ dazu körniger
Klebemörtel verteilt
wird.
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Die
Festigkeitseigenschaften des Dämmstoffelementes
lassen sich darüber
hinaus durch eine Variation der Injektionstiefen vergrößern. Im
Extremfall kann die Penetration die gesamte Dicke der Wärmedämmplatte
erreichen. Um die dadurch verursachen Wärmebrücken zu minimieren, ist vorgesehen, daß die Wärmedämmplatte
auf ihren beiden großen Oberflächen entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren
bearbeitet wird, wobei die Perforation versetzt zueinander angeordnet
wird.
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Bei
Wärmedämmplatten
aus Polystyrol-Hartschaum ist die Zahl der Pentrationen in die Oberfläche mit
ca. 10 bis 16 Einstichen pro cm2 deutlich
größer als
bei Wärmedämmplatten
aus Mineralfasern, bei denen eine zu große Dichte an Einstichstellen
zu einer partiellen Zerstörung
der Oberflächenstruktur führen kann,
was in der Folge den gewünschten
Verstärkungseffekt
wieder abmindert. Da Polystyrol-Hartschäume Rückstelleffekte
aufweisen, wird eine Penetrationsstärke von größer 2 mm vorgesehen. Bei dieser
Größenordnung
wird das thermoplastische Verhalten des Polystyrol-Hartschaums soweit kompensiert,
daß eine
ausreichend große
Penetrationsbreite für
das Eindringen der Beschichtung verbleibt. Bei derartigen Dämmstoffelementen
mit Polystyrol-Hartschaumplatten steht eine deutliche Erhöhung der
spezifischen Oberfläche
im Vordergrund, so daß Einstichtiefen
von weniger als 5 mm ausreichen, um den erwünschten Verbindungseffekt zwischen Beschichtung
und Wärmedämmplatte
zu erzielen.
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Weitere
Merkmale und Vorteil der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der zugehörigen
Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Dämmstoffelementes
dargestellt sind.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Wärmedämmplatte
für ein Dämmstoffelement
in perspektivischer Ansicht;
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2 ein
Abschnitt eines Dämmstoffelementes
im Querschnitt;
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3 eine
zweite Ausführungsform
eines Dämmstoffelementes
im Querschnitt;
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4 eine
dritte Ausführungsform
eines Dämmstoffelementes
im Querschnitt und
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5 einen
Abschnitt einer Vorrichtung zur Beschichtung von Dämmstoffen
in Seitenansicht.
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Eine
in der 1 dargestellte Wärmedämmplatte 1 weist eine
obere große
Oberfläche 2,
eine untere große
Oberfläche 3,
Schmalseiten 4 und Längsseiten 5 auf.
Die Wärmedämmplatte 1 ist
quaderförmig
ausgebildet, so daß die
Oberflächen 2, 3 jeweils
rechtwinklig zu den Schmalseiten 4 und den Längsseiten 5 angeordnet
sind.
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Die
große
Oberfläche 2 ist
in einem gleichmäßigen Muster
mit zur Oberfläche 1 offenen
Löchern 6 versehen.
Die derart ausgebildete Wärmedämmplatte 1 ist
zur Aufnahme einer Beschichtung, beispielsweise eines Klebemörtels oder
einer Kunststoffdispersion vorbereitet, wobei die in 1 nicht näher dargestellte
Beschichtung auf die Oberfläche 2 aufgebracht
wird und in die Löcher 6 eindringt,
um eine innige Verankerung mit der Wärmedämmplatte 1 einzugehen.
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In
den 2 bis 4 sind unterschiedliche Ausgestaltungen
von Dämmstoffelementen
dargestellt, die jeweils aus einer Wärmedämmplatte 1 und einer
Beschichtung 8 bestehen.
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In 2 ist
zu erkennen, daß die
Löcher 6 im überwiegenden
Teil zylindrisch und in ihren geschlossenen Enden kegelförmig ausgebildet
sind. Beim Aufbringen der Beschichtung 8 auf die Oberfläche 2 der
Wärmedämmplatte 1 dringt
die Beschichtung 8 in die Löcher 6 ein und füllt diese
vollständig
aus. Hierbei kann die Beschichtung auch eine parallel zu den großen Oberflächen 2, 3 ausgerichtete
Verankerung mit den Fasern 9 der Wärmedämmplatte 1 eingehen.
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In 2 ist
ferner zu erkennen, daß die
Beschichtung 8 in einem oberflächennahen Bereich der Wärmedämmplatte 1 angeordnet
ist.
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Demgegenüber zeigt
die 3 einen Ausschnitt eines Dämmstoffelementes 7,
bei welchem die Beschichtung 8 die Wärmedämmplatte 1 über ihre
gesamte Materialstärke
durchdringt. Die Löcher 6 sind
bei diesem Ausführungsbeispiel
zylindrisch ausgebildet.
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4 zeigt
demgegenüber
ein Dämmstoffelement 7,
welches auf beiden Oberflächen 2 und 3 mit
einer Beschichtung 8 versehen ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
weist das Wärmedämmelement 1 rechtwinklig
zu seinen Oberflächen 2 und 3 angeordnete
Löcher 6 auf,
die pyramidenförmig
ausgebildet und nach Aufbringen der Beschichtungen 8 mit
Beschichtungsmaterial ausgefüllt
sind.
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Um
bei diesem Ausführungsbeispiel
Wärmebrücken im
Dämmstoffelement 7 zu
vermeiden, sind die Löcher
der beiden Oberflächen 2, 3 versetzt
zueinander angeordnet, so daß eine
Verbindung zwischen den in die Wärmedämmplatte 1 reichenden Keile
aus Klebermasse nicht besteht.
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Die 5 zeigt
schließlich
eine Vorrichtung 10 zur Behandlung, insbesondere Beschichtung
von Dämmstoffelementen.
Diese Vorrichtung 10 besteht aus einem Träger 11,
der über
Linearmotore 12 in vertikaler Richtung auf eine nicht näher dargestellte Dämmstofflage
zu bzw. von dieser Dämmstofflage weg
bewegbar ist.
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Der
Träger 11 weist
eine Vielzahl von Nadeln 12 auf, die im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet sind und eine kegelförmige
Spitze haben. Diese Nadeln 12 dringen in die Wärmedämmplatte 1 ein
und perforieren die Wärmedämmplatte 1 beispielsweise mit
einem Muster, wie es in 1 dargestellt ist.
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Ein
Teil der Nadeln ist als Hohlnadeln 13 ausgebildet, wobei
jede Hohlnadel 13 einen in Achsrichtung verlaufenden, zentrisch
angeordneten Kanal 14 aufweist, welcher Kanal 14 an
einer Zufuhrleitung 15 angeschlossen ist. Über die
Zufuhrleitung 15 wird Klebermaterial 14 der Hohlnadel 13 zugeführt, welches
bei abgesenktem Träger 11 und
in die Wärmedämmplatte 1 eingedrungenen
Nadeln 12 oder 13 in die Wärmedämmplatte 1 injiziert
wird. Es ist aber auch denkbar, daß sämtliche Nadeln 12 entsprechend
den Hohlnadeln 13 ausgebildet sind.
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Mit
der voranstehend beschriebenen Vorrichtung wird eine Wärmedämmplatte 1 perforiert, bevor
eine Beschichtung 8 auf die perforierte große Oberfläche der
Wärmedämmplatte
aufgebracht wird, um ein Dämmstoffelement 7 zu
bilden. Die flüssige Beschichtung 8 dringt
hierbei zumindest in die Löcher 6 der
Perforation und vorzugsweise auch in den Nahbereich dieser Löcher 6 zwischen
die Fasern 9 ein, so daß die Beschichtung 8 nicht
nur auf der Oberfläche
der Wärmedämmplatte 1 haftet,
sondern auch im Innenbereich der Wärmedämmplatte 1 verankert
ist.
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Nach
dem Aushärten
der Beschichtung 8 besteht die Möglichkeit, eine weitere Beschichtung
aufzubringen, so daß Dämmstoffelemente 7 hergestellt werden,
die hochbelastbar sind und beispielsweise bei Wärmdämmverbundsystemen mit einer
Klinkerbekleidung versehen werden können. Die zweite Beschichtung
kann ebenfalls werkseitig oder vor Ort, d. h. auf der Baustelle
aufgebracht werden. Hierbei ist sicherzustellen, daß die zweite
Beschichtung mit der ersten Beschichtung eine innige Verbindung
eingeht.