DE19944261B4 - Verbund aus Betonträger und Glaskörper - Google Patents

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Abstract

Verbund aus einem Träger (3), einem Glaskörper (1) und einer dazwischen angeordneten Beschichtung (2), die Zement, einen Füllstoff und eine Polymerdispersion enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) einen zusammenhängenden Bereich oder nicht zusammenhängende Bereiche bildet und ein ausgehärteter Kleber ist, welcher den Träger (3) und den Glaskörper (1) miteinander verklebt, wobei der Kleber mit Überschuß an Hydratationswasser angemacht ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbund aus einem Träger, einem Glaskörper und einer dazwischen angeordneten Beschichtung, wobei die Beschichtung Zement, einen Füllstoff und eine Polymerdispersion enthält.
  • Aus dekorativen Zwecken wie auch aus Zwecken des Wetterschutzes ist es häufig erforderlich, Gebäudefassaden, Innenräume usw. mit einer Glaskörperverkleidung zu versehen.
  • Häufig besteht der Untergrund aus Beton, welcher als Träger für die Glaskörper fungiert. Dieser Betonträger kann dabei sowohl von z.B. Gebäudeaußen- oder Gebäudeinnenwänden als auch von Betonfertigteilen, die als Verkleidungselemente aufgebracht werden, gebildet werden.
  • Zur Herstellung einer Verbindung zwischen Glaskörper und Betonträger wurden eine Reihe von Verfahren entwickelt. So ist es beispielsweise bekannt, die Glaskörper mittels Kunstharzkleber auf dem Betonuntergrund zu fixieren. Nachteilig bei dieser Befestigungsmethode sind jedoch vor allem die unbefriedigenden Standzeiten.
  • Aus der EP 0 700 776 A2 ist ein Verbund aus einem Betonträger, einem Glaskörper und einer dazwischen angeordneten Schicht bekannt. Die Schicht enthält Zement, einen Füllstoff sowie eine wäßrige Dispersion eines Polyacrylsäurederivates. Bei der Herstellung des Verbundes wird zunächst die Glasscheibe mit einem die obigen Schichtkomponenten enthaltenden Verbundmörtel beschichtet. Anschließend wird der Verbundmörtel mit einem Mangel an Hydratationswasser auf der Glasscheibe zu einer festen Schicht ausgehärtet. Die derart beschichtete Glasscheibe wird anschließend auf einen noch nicht ausgehärteten Betonträger aufgebracht. Wesentlich für die Stabilität dieses Verbundmaterials ist dabei der monolithische Verbund zwischen der Beschichtung und dem Betonträger, welcher beim Aushärten des Betons durch das Hineinwachsen der Zementphasenkristallite in die mit Mangel an Hydratationswasser ausgehärtete Beschichtung entsteht.
  • Nachteilig bei diesem Verbund ist das hohe Gewicht der beschichteten Glasplatten bei deren Montage. Beim Transport der beschichteten Glasplatten wird zudem deren größeres Volumen als störend empfunden. Nachteilig ist weiterhin die umständliche Herstellung des Verbundes, da das Beschichten der Glasplatte und das Aushärten der Beschichtung räumlich und zeitlich getrennt von dem Anbinden der beschichteten Glasplatte an den Beton stattfindet. Ungünstig ist zudem, daß das Anbringen von Glasplatten an bereits ausgehärteten Betonwänden nicht möglich ist.
    •
  • Ausgehend von den Nachteilen des Standes. der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde; die oben genannten Nachteile zu vermeiden und einen dauerhaften und zuverlässigen Verbund aus Betonträger und Glaskörper herzustellen. Aufgabe ist weiterhin, ein vereinfachtes Herstellungsverfahren des Verbundes anzugeben, welches erweiterte Anwendungsgebiete erschließt.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Verbund gemäß Anspruch 1 und ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10. Die jeweiligen Unteransprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Die Erfindung schlägt vor, den Verbund derart auszugestalten, daß die zwischen einem Träger und einem Glaskörper angeordnete Bechichtung ein Kleber ist, welcher in ausgehärtetem Zustand den Träger und den Glaskörper miteinander verklebt. Der erfindungsgemäße Verbund unterscheidet sich von dem in der EP 0 700 776 A2 vorgeschlagenem Verbund dadurch, daß beim Kleben keine zeitlich getrennten Abbindevorgänge an Glaskörper und Träger stattfinden. Es wird statt dessen ein verfahrenstechnisch wesentlich weniger aufwendiges, gleichzeitiges Abbinden des Klebers an den jeweiligen Fügebereichen zu Glaskörper und Träger vorgeschlagen. Auch die für den Zusammenhalt des Verbundes verantwortlichen Wechselwirkungen unterscheiden sich zumindest an der Grenzfläche zwischen Träger und ausgehärtetem Kleber grundsätzlich von den aus der EP 0 700 776 A2 bekannten Wechselwirkungen. Während der Stand der Technik die Herstellung eines durch sich verbindende Kristallite gekennzeichneten monolithischen Verbundes lehrt, wurde erfindungsgemäß gefunden, daß auch der durch das Klebeverfahren entstehende Haftverbund eine ausgezeichnete Standfestigkeit bei hervorragender Verbindungsfestigkeit gewährleisten kann. Im Gegensatz zum monolithischen Verbund beruht der Haftverbund auf den für Klebeverbindungen typischen Wechselwirkungen, welche in der Regel auf das Zusammenwirken von Kohäsion und Adhäsion sowie auf Diffusionsvorgänge und elektrostatische Anziehüngen im molekularen Bereich zurückzuführen sind.
  • Da erfindungsgemäß der Kleber erst kurz vor der Verbindung von Glaskörper und Träger aufgebracht werden kann, vereinfacht sich sowohl die Montage als auch der Transport der Glaskörper. Weiterhin gestattet der Kleber vorteilhafterweise auch die Verkleidung bereits ausgehärteter Träger mit Glaskörpern. Da der ausgehärtete Kleber Idealerweise elastische Eigenschaften aufweist, besitzt der Verbund eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit.
  • Erfindungsgemäß ist der Kleber mit einem Überschuß an Hydratationswasser angemacht und härtet mit einem Überschuß an Hydratationswasser aus. Der Überschuß an Hydratationswasser aus dem Kleber kann dabei von dem Träger aufgenommen werden oder aber durch Verdunsten aus dem Verbund austreten. Der Hydratationswasserüberschuß im Kleber beträgt mindestens 50%, bevorzugt mehr als 70% und besonders bevorzugt zwischen 80 und 85%.
  • Der Hydratationswasserüberschuß bewirkt, daß die rheologischen Eigenschaften des Klebers eine einfache Applikation ermöglichen. Es ergibt sich insbesondere eine Verbesserung der Geschmeidigkeit. Eine gewisse Viskosität ist erforderlich, um einen guten Verbund zur bevorzugt rauben und/oder porösen Trägeroberfläche zu gewährleisten. Durch das Eindringen des Klebers in die Poren erhält man nämlich eine zusätzliche mechanische Verbindung.
    •
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sowie der Figur.
  • Die Figur zeigt oben einen erfindungsgemäßen Verbund im Querschnitt und unten eine perspektivische Ansicht des Verbundes. Der in der Figur dargestellte Verbund besteht aus einem Träger 3, einem Glaskörper 1 sowie einer zwischen Träger 3 und Glaskörper 1 aufgebrachten und eine zusammenhängende Schicht bildenden Beschichtung 2.
  • Bei dem Träger 3 handelt es sich bevorzugt um einen Betonträger und besonders bevorzugt um einen Leichtbetonträger, der neben Zement aus einem oder mehreren Leichtzuschlagstoffen wie Schaumglas oder Blähton, sowie ggf. Beimengungen eines polymeren Materiales, z.B. eines Kunstharzes, besteht. In der Praxis hat sich gezeigt, daß derartige Betonträger günstige Eigenschaften im Klebeverbund mit einem Glaskörper aufweisen. Die Verwendung anderer Träger als Betonträger ist jedoch gleichfalls denkbar.
  • Der Glaskörper 1 ist im vorliegenden Fall eine Glasplatte, beispielsweise aus Float- oder Einscheiben-Sicherheitsglas, mit einer typischen Dicke zwischen 4 und 8 mm. Erfindungsgemäß ist der Begriff Glaskörper jedoch weit auszulegen. So können auch Glaskeramiken verwendet werden.
  • Als Kleber wird eine Mischung aus Zement, einer Polymerdispersion und reaktiven oder nichtreaktiven Füllstoffen verwendet. Bevorzugt wird als Zement Portland-Zement und als Füllstoffe Sand oder andere silikatische oder karbonitische Füllstoffe eingesetzt. Die Polymerdispersion enthält bevorzugt Acrylate.
  • Die in der EP 0 700 776 A2 für die Komponenten Zement, Füllstoff und Polymerdispersion genannten Beispiele können grundsätzlich auch für die Herstellung des erfindungsgemäßen Klebers verwendet werden. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt wird deshalb durch ausdrückliche Bezugnahme auf die EP 0 700 776 A2 in die erfindungsgemäße Lehre inkorporiert. Zu beachten ist allerdings, daß der erfindungsgemäße Kleber einen Hydratationswasserüberschuß aufweisen muß.
  • Der angesprochene Hydratationswasserüberschuß kann z.B. von einer wäßrigen Polymerdispersion mit einem Wassergehalt von mindestens 30 Gew.% und bevorzugt zwischen 40 und 50 Gew.% zur Verfügung gestellt werden. Anstatt oder zusätzlich zur Beziehung des Hydratwassers aus der Polymerdispersion kann der Hydratationswasserüberschuß auch durch Zugabe von Wasser realisiert werden.
  • Der Kleber enthält bevorzugt zwischen 20 und 40 Gew.% Zement, zwischen 10 und 40 Gew.% einer Polymerdispersion und zwischen 30 und 50 Gew.% an Füllstoffen. Der Kleber wird mit typischen Schichtdicken zwischen 2 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 8 mm auf den Träger 3 oder den Glaskörper 1 aufgetragen. Ein beidseitiger Auftrag ist ebenfalls denkbar.
  • Der in der Figur dargestellte Verbund kann beispielsweise als Fertigbauteil zu Verkleidungszwecken verwendet werden, wobei die Befestigung des Fertigteiles an dem zu verkleidenden Untergrund mit Hilfe von in der Trägerplatte versenkten Befestigungselementen erfolgt. Abweichend von dieser Vorgehensweise kann selbstverständlich der erfindungsgemäße Verbund auch Träger wie Gebäudewände umfassen, welche bereits fest verankert sind.
  • Bei der Herstellung des Verbundes wird der Kleber zunächst ganzflächig oder z.B. in Punkt- oder Streifenmuster auf den Träger 3 oder den Glaskörper 1 oder auf beide zugleich aufgetragen. Das Auftragen kann z.B. durch Spritzen, Rakeln oder Rollen erfolgen. Anschließend findet das Verkleben von Träger 3 und Glaskörper 1 statt. Das Verkleben kann z.B. durch Verpressen geschehen, wobei sowohl ein hydraulisches als auch Vakuumverpressen denkbar ist. Bei nicht ganzflächigem Kleberauftrag bildet der ausgehärtete Kleber eine Beschichtung in Form von nicht zusammenhängenden Bereichen aus. In diesem Fall kann das Hydratationswasser beim Abhärten des Klebers vorteilhafterweise durch Verdunsten über die Zwischenräume zwischen den Bereichen aus dem Verbund entweichen.
  • Dem Kleber können zu den Bestandteilen Zement, Füllstoff, Polymerdispersion und ggf. Hydratationswasser noch Additive wie Celluloseether oder Verflüssiger zugegeben werden, um die Rheologie des Klebers zu beinflussen.

Claims (15)

  1. Verbund aus einem Träger (3), einem Glaskörper (1) und einer dazwischen angeordneten Beschichtung (2), die Zement, einen Füllstoff und eine Polymerdispersion enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) einen zusammenhängenden Bereich oder nicht zusammenhängende Bereiche bildet und ein ausgehärteter Kleber ist, welcher den Träger (3) und den Glaskörper (1) miteinander verklebt, wobei der Kleber mit Überschuß an Hydratationswasser angemacht ist.
  2. Verbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) in ausgehärtetem Zustand mit dem Glaskörper (1) verklebt ist.
  3. Verbund nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschuß an Hydratationswasser mindestens 50% beträgt.
  4. Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber mit 20 bis 40 Gew.-% Zement, 30 bis 50 Gew.-% Füllstoff und 10 bis 40 Gew.-% Polymerdispersion angemacht ist.
  5. Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerdispersion mindestens 30 Gew.-% Wasser enthält.
  6. Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (1) eine Glasplatte oder eine Glaskeramik ist.
  7. Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) ein Betonträger ist.
  8. Verbund nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) ein mit Leichtzuschlagstoffen versehener Leichtbetonträger ist.
  9. Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber die Rheologie des Klebers beeinflussende Additive enthält.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einem Träger (3), einem Glaskörper (1) und einer dazwischen angeordneten Beschichtung (2), die Zement, einen Füllstoff und eine Polymerdispersion enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) und der Glaskörper (1) durch einen Kleber verklebt werden, welcher in erhärtetem Zustand die Beschichtung (2) bildet, wobei der Kleber mit einem Überschuß an Hydratationswasser angemacht wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bereits ausgehärtete Träger (3) mit dem Glaskörper (1) verklebt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschuß an Hydratationswasser von dem Träger (1) aufgenommen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschuß an Hydratationswasser den Verbund verläßt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) in Form eines zusammenhängenden Bereiches oder in Formen nicht zusammenhängender Bereiche auf den Träger (1) und/oder den Glaskörper (3) aufgetragen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kleber die Rheologie des Klebers beeinflussende Additive zugegeben werden.
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