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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bauplatte nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Eine solche Bauplatte dient zur Herstellung von flächigen
Baueinheiten eines Gebäudes. Die Bauplatte weist als Füllmaterial
Holzspäne auf, die mineralisch gebunden sind, und zwar
mittels Zement. Bauplatten, womit im Folgenden genauer gesagt die ”Bauspanplatte” gemeint
ist, müssen eine hohe Festigkeit und eine hohe Wasserbeständigkeit
aufweisen. Letztere wird insbesondere durch zwei äußere
Deckschichten erreicht, die feine Späne aufweisen. Zudem
weisen zementgebundene Spanplatten gegenüber organisch
gebundenen Spanplatten als Vorteile auf, dass sie formaldehydfrei
und ökologischer sind und ein günstigeres Brandverhalten
aufweisen.
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Aus
der
DT 25 48 210 A1 ist
eine gattungsgemäße Zementspanplatte bekannt.
Bei dieser 5-schichtigen Bauplatte, welche symmetrisch aufgebaut
ist, folgt auf eine erste äußere Feinschicht die zweite
Schicht mit größeren Spänen, dann eine
Mittelschicht mit Feinmaterial, dann wieder eine Schicht mit größeren
Spänen und schließlich wieder eine äußere
Feinschicht (Deckschicht). Die zweite und vierte Schicht mit größeren
oder groben Spänen tragen sehr viel zur Biegezugfestigkeit
der Platte bei, wobei es sich bei den groben Spänen um ”Normalgut” handelt,
nämlich Späne mit einer Länge von 8 bis
20 mm und einer Dicke von maximal 0,8 mm.
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Die
bekannte Bauplatte ist insgesamt symmetrisch aufgebaut, d. h. die
beiden Deckschichten sind in ihrer Struktur und Dicke gleich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Bauplatte dahingehend zu verbessern, dass sie eine geringere Linearausdehnung bei
Feuchtigkeitsaufnahme aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Bauplatte weist fünf Schichten auf, nämlich
bei der liegenden Platte von unten nach oben betrachtet eine untere
Deckschicht, eine Zwischenschicht, eine Mittelschicht, eine weitere Zwischenschicht
und eine obere Deckschicht. Die beiden Zwischenschichten enthalten
grobe Holzspäne, die gröber bzw. größer
sind als die größten Holzspäne der Mittelschicht.
Die groben Holzspäne der Zwischenschicht besitzen eine
Länge von 40 bis 60 mm, eine Breite von 15 bis 30 mm und
eine Dicke von 0,35 bis 0,65 mm. Somit handelt es sich bei diesen Spänen
um großflächige Späne. Die Fläche
dieser Grobspäne ist um ein Vielfaches größer
als die Fläche der Späne in den Zwischenschichten
der obigen bekannten Platte.
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Versuche
haben ergeben, dass die Linearausdehnung der erfindungsgemäßen
Bauplatte im Bereich von 0,2 bis 0,25% liegt, wobei die Linearausdehnung
geprüft wird nach den Vorschriften der EN Norm
318 unter den Temperatur- und Feuchtebedingungen 20°C
und 30% relative Luftfeuchtigkeit und Veränderung auf 20°C
und 85% relative Luftfeuchtigkeit. Herkömmlich weist die
Linearausdehnung hingegen einen Wert von 0,3% auf. Dieser Unterschied bedeutet
anders ausgedrückt, dass eine 10 m lange Wand aus erfindungsgemäßen
Bauplatten sich um 5 mm weniger in der Länge ausdehnt,
als eine aus herkömmlichen Platten hergestellte Wand, bei
einer Zunahme der relativen Luftfeuchtigkeit von 30% auf 85% und
einer Temperatur von 20°C. Dies ist ein erheblicher Vorteil,
vor dem Hintergrund, dass eine Dehnungsfuge zur Kompensation einer
Längenausdehnung zwischen benachbarten Bauplatten vorgesehen
werden muss. Zum Vergleich wird darauf hingewiesen, dass früher
erlaubte Asbestspanplatten bzw. Asbestzementspanplatten eine Längenausdehnung
von nur 0,15% aufwiesen, was für sich genommen eine hervorragende
Eigenschaft war. Mit der erfindungsgemäßen Bauplatte
ist eine deutliche Annäherung an diesen Wert gelungen.
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Es
kann als Grund für den verbesserten Längenausdehnungswert
der erfindungsgemäßen Bauplatte vermutet werden,
dass sich die Eigenschaft grober Späne, sich bei Feuchtigkeit
in der Länge relativ gesehen weniger auszudehnen als feine
Späne, auf die gesamte Bauplatte überträgt,
so dass die Zwischenschichten auch die Mittelschicht und die Deckschichten
in einem gewissen Maße daran hindern, sich stärker
in der Länge auszudehnen. Auf jeden Fall dehnen sich die
einzelnen Schichten nicht unterschiedlich stark in der Länge
aus, so dass die Schichten nicht etwa in dem Bereich, wo sie aneinander
anliegen, voneinander ”abreißen” würden.
Wenngleich der Mechanismus, der der verringerten Linearausdehnung
ursächlich zugrunde liegt, technologisch noch nicht gänzlich
ergründet ist, kann man davon ausgehen, dass sich die positive
Linearausdehnungseigenschaft der Zwischenschichten auf die gesamte
Platte überträgt.
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Durch
die Mittelschicht und die beiden benachbarten Zwischenschichten
ergibt sich quasi ein Doppel-T-Träger-Effekt, der für
besonders günstige physikalische Eigenschaften der Platte
sorgt, indem auf die Platte wirkende Kräfte überwiegend
durch die Zwischenschichten aufgenommen werden.
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Im
Vergleich zu den in den Zwischenschichten der bekannten Platte verwendeten
Normalgut-Spänen sind die Späne in den Zwischenschichten
der erfindungsgemäßen Bauplatte deutlich großflächiger.
Diese Späne sind entscheidend dafür, dass der
gute Linearausdehnungswert der Platte erreicht werden kann. Solch
grobe Späne sind bei der Verarbeitung, insbesondere bei
der Formung eines Vlieses, schwieriger zu handhaben als kleinere
Späne. Denn es muss darauf geachtet werden, dass die sehr groben
Späne beim Mischen nicht zerschlagen und beim Formungsprozess
nicht zerkleinert werden. Auch muss soll erreicht werden, dass die
groben Späne flach in der Platten- bzw. Schichtebene im Vlies
liegen, und sich nicht wesentlich über die Schichtdicke
erstrecken, oder anders ausgedrückt, bei liegender Platte
sich nicht wesentlich in vertikaler Richtung erstrecken. Diese Anforderungen
stellten bisher in der Praxis eine unüberwindbare Hürde
dar, so dass daher die Spangröße notgedrungen
bei Zementspanplatten begrenzt werden musste. Bei OSB-Platten taucht
tritt dieses Problem zum einen deshalb nicht auf, weil die OSB-Späne
mittels Scheibenwalzen in Längsrichtung orientiert werden, wodurch
gleichzeitig eine Ausrichtung über die Schichtdicke vermieden
wird, und zum anderen, weil als Bindemittel nicht Zement verwendet
wird, der bei solchen Walzen eine problematische Verunreinigung
erzeugt. Bei der erfindungsgemäßen Bauplatte werden die
beschriebenen Probleme bei der Vliesformung dadurch vermieden, dass
die Späne nicht gestreut, sondern auf ein das Vlies aufnehmendes
Blech abgelegt werden.
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Die
Mittelschicht kann außer etwas größeren Spänen
auch einen erheblichen Anteil an feinen Spänen aufweisen.
Solche feinen Späne fallen stets bei der Herstellung von
Spänen an. Dieses wertvolle Spanmaterial kann somit insbesondere
für die Mittelschicht genutzt werden.
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Ferner
weist die erfindungsgemäße Bauplatte unterschiedlich
starke Deckschichten auf. Ausgehend von der Schichtenanordnung bei
der Formung eines Vlieses ist die obere Deckschicht stärker
als die untere Deckschicht. Dies ist deshalb vorgesehen, weil vor
allem feine Späne bei der Formung des Vlieses aus der oberen
Deckschicht in die darunter liegende Zwischenschicht sickern können,
so dass diese Späne bei der fertigen Platte in der Zwischenschicht
eingelagert sind. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird erfindungsgemäß ein
höherer Materialanteil für die obere Deckschicht
vorgesehen, als für die untere Deckschicht. Der Materialanteil
ist in Gewichtsprozenten des für die Vliesformung verwendeten
Materials gesehen, und bezieht sich somit auf die Mischung aus Spänen,
Zement und gegebenenfalls weiteren Stoffen, insbesondere Zuschlagstoffen. Wenngleich
sich bei der Herstellung der Bauplatte aufgrund des oben beschriebenen
Effektes ein Teil des zunächst für die obere Deckschicht
vorgesehenen Materials in der Zwischenschicht einlagert, wird die
fertige Platte jedoch eine obere Deckschicht aufweisen, die stärker
ist als die untere Deckschicht. Bei Zementspanplatten sind bisher
solche unterschiedlich starken Deckschichten nicht vorgesehen worden, da
Zementspanplatten im Gegensatz zu Platten, bei denen Kunstharzleim
als Bindemittel verwendet wird, nicht dazu neigen, krumm zu werden.
Deshalb hat man bisher bei Zementspanplatten solche unterschiedlich
starken Deckschichten als nicht erforderlich erachtet.
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Insbesondere
weist die erfindungsgemäße Bauplatte eine hohe
Biegefestigkeit von etwa 12,0 N/mm2 auf,
während herkömmliche Platten einen Wert von etwa
9,0 N/mm2 besitzen. Somit kann bei gleichbleibender
absoluter Belastung entsprechend die Plattenstärke reduziert
werden.
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Die
erfindungsgemäße Bauplatte weist im Vergleich
zu der obigen bekannten Platte den Vorteil auf, dass sich die Kante
der erfindungsgemäße Platte besser zu einer Nut-
und Federherstellung eignet.
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Vorzugsweise
sind die groben Holzspänen der Zwischenschichten in der
Platten- bzw- Schichtebene nicht orientiert. Dies bedeutet, dass
die Späne nicht über die Länge oder die
Breite der Platte ausgerichtet sind. Es wird allerdings vermieden,
dass die groben Späne über die Dicke der Zwischenschicht eine
Längsorientierungskomponente besitzen. Durch diese gleichmäßige
Ausrichtung in der Schichtebene wird erreicht, dass sowohl in Längs-
als auch in Querrichtung der Platte der verbesserte Linearausdehnungswert
erzielt wird.
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Insbesondere
kann der Materialanteil der oberen Deckschicht erheblich höher
sein als der Materialanteil der unteren Deckschicht. Der Materialanteil
der oberen Deckschicht ist vorzugsweise eineinhalb- bis maximal
doppelt so groß wie der der unteren Deckschicht.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Holzspäne der Zwischenschichten
homogen verteilt sind, also nicht größenabhängig über
die Schichtdicke angeordnet sind. Zusätzlich zu den groben
Holzspänen können in den Zwischenschichten auch
zu einem geringen Anteil herstellungsbedingt auch feine Späne vorhanden
sein. Diese feinen Späne können beispielsweise
an den groben Spänen haften. Sie können auch bei
der Vliesformung durch die oben beschriebene Einlagerung aus der
Deckschicht in die Zwischenschicht gelangt sein.
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In
der Mittelschicht ist vorzugsweise ein Anteil an feinen Spänen
vorgesehen, so dass diese Schicht aus feinen und etwas größeren
Späne bestehen kann. Die Späne der Mittelschicht
sind vorzugsweise homogen verteilt.
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Im
Gegensatz dazu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Deckschichten
mittels Windsichtung bei der Vliesformung inhomogen aufgebaut sind,
so dass an der jeweiligen Oberfläche die feinsten Späne angeordnet
sind und dann die Größe der Späne über die
Dicke nach innen zunimmt. Dadurch wird eine besonders gute Oberfläche
der Bauplatte erreicht, nämlich eine Oberfläche
mit besonders guter Qualität hinsichtlich Optik, Glattheit
und Witterungsbeständigkeit.
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Der
Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen Bauplatte
könnte zum Beispiel folgendermaßen aussehen, wobei
die Prozentangaben den Materialanteil bezogen auf die gesamte Platte
in Gewichtsprozenten betreffen: ca. 10% untere Deckschicht mit inhomogen
mittels Windsichtung angeordneten sehr feinen, feinen und größeren
Spänen, ca. 30% erste Zwischenschicht mit homogen angeordneten überwiegend
groben Spänen, ca. 10% Mittelschicht mit homogen angeordneten
feinen und größeren Spänen, ca. 30% zweite
Zwischenschicht mit homogen angeordneten überwiegend groben
Spänen, ca. 20% obere Deckschicht mit inhomogen mittels
Windsichtung angeordneten sehr feinen, feinen und größeren Spänen.
Dabei kann können die Späne der beiden Deckschichten
und der Mittelschicht aus derselben Spänefraktion stammen.
Die sehr feinen Späne der Deckschichten sind vorzugsweise
so angeordnet, dass sie die Plattenoberflächen bilden.
Diese Oberflächen besitzen dadurch eine sehr glatte Struktur und
werden durch diese Späne quasi gegen eine Feuchtigkeitsaufnahme
versiegelt. Damit eignet sich eine solche Bauplatte insbesondere
für den Einsatz im Außenbereich.
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Es
ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Bauplatte
mehr als fünf Schichten aufweist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, wobei auf die einzige Figur Bezug
genommen wird. Diese zeigt einen Eckabschnitt einer erfindungsgemäßen
Bauplatte.
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Die
Bauplatte ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Sie
weist fünf Schichten auf, nämlich eine untere
Deckschicht 1, eine erste Zwischenschicht 2, eine
Mittelschicht 3, eine zweite Zwischenschicht 4 und
eine obere Deckschicht 5.
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Die
Deckschicht 1 besitzt in Bezug auf die gesamte Platte 10 einen
Materialanteil von 10%. Sie besteht aus sehr feinen Spänen 11,
feinen Spänen 12 und größeren
Spänen 13. Der Schichtaufbau der Deckschicht 1,
bei dem die sehr feinen Späne 11 zuunterst angeordnet
sind, und darüber die feinen Späne 12 und
schließlich die größeren Späne 13,
ist aufgrund einer entsprechenden Windsichtung bei der Streuung
eines Vlieses in einer Formmaschine entstanden, bevor das Vlies
zu der Platte gepresst worden ist.
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Die
zu der Deckschicht 1 benachbarte Zwischenschicht 2 weist
grobe Späne 21 auf. In der Zwischenschicht 2 sind
auch in geringem Maße sehr feine und feine Späne
vorhanden, die jedoch nicht dargestellt sind. Die unterschiedlich
großen Späne der Zwischenschicht 2 sind
homogen verteilt.
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Die
Mittelschicht 3 enthält feine Späne 31, feine
Späne 32, die etwa größer sind
als die Späne 31, sowie größere
Späne 33. Auch diese Späne sind innerhalb
der Mittelschicht 3 homogen verteilt.
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Die
Zwischenschicht 4 ist entsprechend der Zwischenschicht 2 aufgebaut
und enthält neben groben Spänen 41 auch
einige nicht dargestellte sehr feine und feine Späne.
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Die
obere Deckschicht 5 besteht aus Spänen mit einer
Größenverteilung wie bei der Deckschicht 1, nämlich
zuoberst sind sehr feine Späne 51, in der Mitte
feine Späne 52 und zuunterst größere
Späne 53 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen,
dass in der lediglich schematischen Darstellung in der Figur die
feinen und größeren Späne 52, 53 etwas
größer erscheinen als die entsprechenden Späne 12, 13 der unteren
Deckschicht 1; dies ist jedoch noch zeichnungsbedingt und
bei der beschriebenen Platte nicht der Fall. Während die
Deckschicht 5 in ihrer inhomogenen Struktur wie die Deckschicht 1 aufgebaut
ist, weist sie jedoch im Vergleich zu der Deckschicht 1 insgesamt
eine doppelt so große Dicke bzw. einen doppelt so großen
Materialanteil bezogen auf die gesamte Platte 10 auf. Die
sehr feinen Späne 11 bzw. 51 bilden somit
Plattenoberflächen, die aufgrund der Feinheit der Späne 11, 51 eine
sehr glatte Struktur besitzen.
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Die
beiden Zwischenschichten 2 und 4 machen jeweils
einen Materialanteil von 30% der Platte 10 aus, die Mittelschicht 3 einen
Materialanteil von 10%, die untere Deckschicht 1 einen
Materialanteil von 10% und die obere Deckschicht 5 einen
Materialanteil von 20%.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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