DE2334489C3

DE2334489C3 - Verbundbauelement für Wände, Dächer etc. und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2334489C3
Application number: DE19732334489
Authority: DE
Inventors: Dieter 8433 Parsberg Kleinsteuber
Original assignee: Kleinsteuber & Co Fabrikation Synthetischer Drahtseile 8433 Parsberg
Current assignee: Kleinsteuber & Co Fabrikation Synthetischer Drahtseile 8433 Parsberg
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2334489A1; DE2334489B2

Description

85 bis 92% mineralischen Zuschlag- bzw. Füllstoffen und

8 bis 15% Kunststoff-Bindemittel

mit der Maßgabe aufgeteilt ist, daß die Zuschlagbzw. Füllstoffe derart ungleichmäßig über die Wandstärkt verteilt sind, daß die Zuschlag- bzw. Füllstoffe größeren Korns (5) im wesentlichen in der Nähe der Grenzschicht (16) zum Grundkörper (2) und der Kunststoff (7) bevorzugt in der Nähe der dem Grundkörper (2) abgewandten Außenseite (4) angeordnet sind.

2. Verbundbauelement nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 30% der Zuschlag- bzw. Füllstoffe eine Millimeter-Körnung bis zu 0,4, etwa 60% der Zuschlag- bzw. Füllstoffe eine Millimeter-Körnung zwischen 0,7 und 1,2 und etwa 10% der Zuschlag- b ·ν/. Füllstoffe eine Millimeter-Körnung zwischen 1,5 und J aufweisen.

J. VerbunJbauelement nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralische Füllstoffe Quarz und Basalt dienen.

4. Verbundbauelement nach Anspruch 2 und J. dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe aus dem Bereich größten Korns (5) aus Basalt bestehen.

5. Verbundbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Polyesterharz als Kunststoffbindemittel dient.

6. Verbundbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) an der Grenzschicht (16) zum Abdeckkörper (1) rauh ausgebildet ist.

7 Verbundbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (1) am Rand (20) mit einem Dichtungselement (3; 11) versehen ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe für den Abdeckkörper (1) in einer Form (17) so lange gerüttelt werden, bis sich die Zuschlag- bzw. Füllstoffe größeren Korns (5) im wesentlichen im oberen Schichtbereich angesammelt haben, daß dann der Grundkörper (2) auf die Schicht der Ausgangsstoffe des Abdeckkörpers (1) aufgesetzt wird, und daß danach die Kunststoff-Bindemittel (7) ausgehärtet bzw. polymerisiert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn^ zeichnet, daß die Schicht der Ausgangsstoffe des Abdeckkörpers (1) mindestens nach dem Aufsetzen des Grundkörpers (2) erwärmt wird.

10. Verfahren nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht der Ausgangsstoffe für den Abdeckkörper (1) auch noch nach dem Aufsetzen des Grundkörpers (2) eine Zeit lang weitergerüttelt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbundbauelt ment für Wände, Dächer und Bodenabdeckungen der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Im Zuge rationeller Bautechnik werden beispielsweise Hallenkonstruktionen insbesondere für gewerbliche Zwecke im Stahlkonstruküonsbau errichtet Die Stahlträger werden durch die verschiedensten Bauelemente ausgefacht, um die Wände und Dächer zu vervollständigen. Derartige Bauelemente sind vielfach Backsteine, Hohllochsteine, Bimsbeton- oder Gasbetonelemente, Asbestzement- und Kunststoffplatten usw. Durch den hohen I.ufteinschluß haben sich Bims- und Gasbeton als gute thermische Isolatoren ausgezeichnet; außerdem ist es möglich, diese mit Stahlarmierungen /ii versehen, um ihnen die erforderliehe Festigkeit zu verleihen. Der Nachteil dieser Bauelemente besteht jedoch darin, daß sie ihre guten Eigenschaften verlieren, wenn sie feucht werden. So ist es erforderlich, daß insbesondere die dem Wetter ausgesetzte Außenseite dieser Bauelemente gut geschützt wird, wg/u man sie verputzt bzw. mit einer Dachhaut oder Platten verkleidet

Darüber hinaus müssen die Spalten zwischen den Verkleidungselementen gut abgedichtet werden, da Bims- und Gasbeton hygroskopisch ist und Feuchtigkeit rasch aufsaugt.

Das eingangs genannte Verbundbauelement ist bereits bei Herstellung am Ort des Einsatzes bekannt (Kunstharzbeton-Vortrag vom JOl.1967 im Haus der Technik e.V, Essen). Dabei wird auf üblichen porösen Zementbeton ein Voranstrich mit styrol-verdünntem. surk katalysierten Harz aufgebracht und darauf ein Polyesterbeton aufgetragen wobr: Styrol in die Poren des Untergrunds eindringt. Das Verfahren zum Verbinden des Zementbetons mit den anderen Schichten wird jedoch durch zahlreiche Einzelschritte erschwert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung des Verbundbauelements auf einfachere Weise zu ermöglichen und dafür zu sorgen, daß sich dieses durch hohe Festigkeit und vor allem durch gute Verbundeigenschaften, d. h. geringe Delaminierungsgefahr, auszeichnet, d. h. weitgehend rissefrei auch bei dynamischen Belastungen bleibt.

Die Erfindung besteht in den im Kennzpichenteil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen Dazu ist zu bemerken, daß für den Ausdruck >> Millimeter-Körnung« auch oft der Ausdruck Siebkennziffer« verstanden wird; gemeint ist die Korngröße in Millimeter, die durch Siebung mit Sieben unterschiedlicher Maschen weite klassifiziert werden kann.

Während bei der Erfindung zwischen 85 und 95% mineralische Zuschlag- bzw. Füllstoffe verwendet werden, ist es bei einer Mörlelmischung bekannt (DE-OS 19 44 761), 9,6 bis 40,5% solcher Stoffe zu verwenden.

Der Abdeckkörper ist durch die ungleichmäßige Verteilung der Zuschlag- bzw. Füllstoffe ebenfalls ungleichmäßig aufgebaut; der Anteil der Zuschlag- bzw. Füllstoffe größeren Korns nimmt in Richtung zum Grundkörper aus Bimsbeton bzw. Gasbeton zu, während andererseits der Anteil von Kunststoff Von

diesem Schichlbereich größeren Korns in Richtung zur Außenseite zunimmt. Dabei versteht sich, daß unmittelbar an der Grenzschicht zwischen dem Abdeckkörper und dem Grundkörper eine ausreichende Menge Kunststoff vorhanden ist, die bevorzugt sogar größer ist als der Kunststoffanteil in der Nachbarschicht des Abdeckkörpers, die bevorzugt Zuschlag- bzw. Füllstoffe größeren Korns beinhaltet.

Es hat sich .gezeigt, daß ein derartiges Verbundbauelement nicht nur auf einfache Weise herstellbar ist, wie dies noch im folgenden an Hand eines Beispiels beschrieben wird, sondern vor allem die obengenannte Aufgabe hervorragend löst. Die Verbundwirkung ist hervorragend, obwohl sj völlig unterschiedliche Materialien wie Bims- und Gasbeton auf der einen Seite und mit Kunststoffbindemittel gebundene Zuschlag- bzw. Füllstoffe andererseits verwendet sind. Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Fassadenplatten, die wegen ihrer nicht zu großen Flastizität eine erhebliche Mindestwandslärke haben müssen, damit sie beim Transport und auch insbesondere beim hangenden Einbau durch ihr Eigengewicht nicht -erbrechen, besteht darin, daß die Wandstärke des erfindungsgemä ßen Verbundbauelements wesentlich niedriger gewählt werden kann, da der spezielle Abdeckkörper dem Verbundbauelement eine verbesserte Elastizität verleiht. So ist es möglich, Verbundbauelemente bis /u etwa b in Länge ohne Schwierigkeiten herzustellen und ohne Bruchgefahr zu transportieren und zu montieren.

Eine Versiegelung der äußeren bzw. der wetterzugewundten Oberfläche des Verblindbauelements, d. h. der freien Außenseite des Abdeckkörpers, ist nicht erfor derlich.

Besonders bevorzugt wird eine spezielle Mischung der Zuschlag- bzw. der Füllstoffe im Abdeckkorper derart, daß etwa 30% eine Siebkennziffer bis zu 0,4, etwa 60% eine .Siebkennziffer zwischen 0,7 und 1.2 und etwa 10% eine Siebkennziffer zwischen 1,5 und 3 aufweisen. Hierbei empfiehlt es sich für die erste Kategone bis /u einer .Siebkennziffer von 0,4 feinen Quarz, für die zweite Kategorie der Siebkennzilfer zwischen 0.7 und 1,2 gröberen Quarz und für die dritte Kategorie der Siebkennziffer zwischen 1.5 und 3 Basaltkorner zu verwenden. Als Kunststoffbindemittel wird Polyesterharz bevorzugt. Ein derartiges Verbundbatielement hat sich bezüglich Fes.igkeit, Herstellungspreis, Elastizität und Maßgenauigkeit hervorragend bewährt Auch Epoxydharz ist ein gutes Kunststoffbindemittel fur die Zwecke der Erfindung. Ein weiterer Vorteil besteht in den. vorzüglichen Korrosionswiderstand gegen aggressive Flüssigkeiten, Gase u.dgl. bei Verwendung solcher Zuschlag· und Füllstoffe sowie Kunststoffe, wodurch das Verbundbauelement als Bodenabdeckung gut geeignet ist.

Es empfiehlt sich, den Kunststoffanteil etwa 1,5 bis 2% über der erforderlichen Bindemittelmenge zu halten. »Erforderlich« in diesem Zusammenhang bedeutet diejenige Bindemittelmenge, die dem Verbundbauelement in Verbindung mit den Zuschlag- bzw. Füllstoffen die erwünschten Festigkeits· und Elastizitätseigenschafien verleiht. Das Verbühdbäuelefnent ist auch resistent gegen UV-Bestrahlung, und es besteht daher nicht die Gefahr, daß es nach langjähriger Lagerung im Freien und langjähriger Sonnenbestrahlung zerstört wird.

Das Verbundbauelement läßt sich ohne Schwierigkeiten bohren und Säger, so daß es an der Baustelle auch mit verhältnismäßig einfachen Mitteln an die erforderliche Bauliinge bzw. Baubreite angepaßt werden kann.

Eine besonders gute Verbundwirkung wird dann erreicht, wenn der Grundkörper an der Grenzschicht rauh ausgebildet ist. Dies ist bei derartigen Bimsbeton *> bzw. Gasbetongrundkörpern in der Regel der Fall. Die rauhe Oberfläche an der Grenzschicht bildet dann nicht nur eine vergrößerte Oberfläche, für die Kunststoffbindemittel, sondern gleichzeitig eine mechanische Verankerungsmöglichkeit für die insbesondere grobkörnige-

Hi ren Füll- und Zuschlagstoffe des Abdeckkörpers, insbesondere Basaltsplit. Diese Verbundwirkung wird insbesondere dadurch erreicht, daß zuerst die Ausgangsstoffe des Abdeckkörpers in einer Form gerüttelt werden, so daß sich selbständig die gröberen Körner an

i' den oberen Schichten ansammeln und dann heim Aufsetzen des Bimsbeion- bzw. Gasbetimgrundkorpers die erwünschte mechanische Verankerung ergeben. Der sich auf dem noch nicht festen in der Form befindlichen Abdeckkörper sammelnde Kunststoff dringt dabei rasch

-'" in die Grenzschichten des Grundkörpers ein. da dieser von Natur aus verhältnismäßig ,. >ng ist. Sofern das Rütteln noch einige Zeit fortgesetzt λ ml. veibessert sich die Verbundwirkung; dabei gelangt der Gniiulkor per u.U. ein kleines Siuck weit in den Abdei kkinper

-'"' hinein. Durch Zugabe von lteschldinigcrn wird das Aushärten bzw. Aiispolymerisieren beschleunigt Es beträgt etwa 10 Minuten bis b Stunden. Sofern Warme hinzugeführt wird, kann dieser Vorgang zusätzlich beschleunigt werden.

"· Für viele Anwendungsfalle emphehl; es sich, das Verbundbauelement insbesondere am Rand des Ab deckkörpers mit einem Dichtungselement zu versehen, das die Fugen zwischen benachbarten Verbiindbaiiele meinen nach der Montage abdichtet Hierbei ist es

'· besonders vorteilhaft, wenn das Dichtungselement einen ankerförmigen Querschnitt aufweist, dessen Arme sich in die glatte Außenseite des Abdeckkorpers anlegen, und dessen von den Armen abgewandtes Schaftende einen durch Druckmittel .iufweitb.iren

ι» Hohlraum aufweist. Die Dehnung des Dichtunjrselementes beträgt vorzugsweise etwa 400"/«.

An Hand der Zeichnung sind Ausführungsheispiele der Erfindung im folgenden näher beschrieben Dann zeigt

·· F i g. 1 ein für Wände verwendetes Verbundbaiiele ment,

F i g. 2 ein für Dächer verwendetes Verbutulbatiele ment,

F i g. 3 die Füllstoffaufteilung F-A des Abdeckkörpers

■><> in Abhängigkeit von der Korngroße bzw Siebkennzif fer SK der Füll- b.'w. Zuschlagstoffe.

Fig. 4 einen Teilschnitt an der Verbindungsteile zweier Verbundbauelemente.

r ig. 5 ein Dichtungselement im schlaffen, noch nicht

Vi montierten Zustand und

Fig. 6 eine schematische Darstellung tines Herstel lungsabschnitts des Verbundbauelemenis auf einem Rütteltisch.
Gemäß Fig. t besteht das Verbundbauelement aus

wi dem Abdeckkorper 1 und dem Grundkeirper 2. Rings um das Verbundbauelement lauft ein Dichtungsstreifen 3, der bereits beim Formen im Bereich der Grenzschicht 16 zwischen dem Abdeckkorper 1 und dem Grundkörper 2 angebracht wurde. Die Außenseile 4 des

"' Abdeckkörpers f, die dem Wetter ausgesetzt wird, ist sehr glatt und bildet praktisch eine zusammenhängende Kunststoffschicht, innerhalb des Abdeckkörpers 1 sind Füll- bzw. Zuschlagstoffe gröberen Korns, d. h die

gröberen Körner 5 bevorzugt in der Nähe der Grenzschicht 16 angeordnet; sie befinden sich sogar (eilweise in den Vertiefungen 9 des Grundkörpers 2 an der Grenzschicht 16 und tragen auch zur mechanischen Verankerung der beiden Körper bei. Füllstoffe bzw. ^ri Zuschlagstoffe geringerer Korngröße, d. h. feinere Füllstoffe 6 sind in einem größerer Anteil zwischen der Zone mit bevorzugt gröbcrem Korn 5 und der Außenseite 4 angeordnet. In diesem äußeren Bereich befindet sich auch der größte Anteil des Kunstsloffbin- in dcmillcls 7. Iis versteht sich, daO die Zeichnung nur sclicmatisclic Andeutungen macht; der Anteil an Füllbzw. Zuschlagstoffen ist weitaus größer als aus der Zeichnung ersichtlich. Die freie Außenseite 8 des Grundkörpers 2 ist weniger glatt, sondern rauh und i^r> ebenso wie der Grundkörper 2 selbst verhältnismäßig porig. Bei der Montage des Vcrbundbauelcments werden diese an den Schmalseiten 20 neben- bzw. riinier· udur iiucrc'iiiiii'iuüf äilgCürdfici, SO däö SiCn diu Dichtungsclcmcntc 3 berühren und keine Nässe zu den porösen Grundkörpcrn 2 von außen gelangen kann.

Das in Fig. 2 schematisch dargestellte Vcrbundbauclemenl hat durchlaufende Kanäle 10 im Grundkörper 2, durch die Armicrungsstäbc gezogen werden können, falls das Vcrbundbauelemenl als Dachabdeckung >■> versteift werden soll. In diesem Fall empfiehlt es sich, auch andere Dichtungselcmentc als das in Fig. 1 gezeigte Dichtungselement 3 zu verwenden, um zu vermeiden, daß sich Feuchtigkeit, insbesondere Regenwasser, in den Rillen zwischen benachbarten Abdcck- jo körpern 1 und den Dichtungselementcn sammelt.

Gemäß Fig.3 sind die Füll- bzw. Zuschlagstoffe der Abdeckkörper I der Fig. 1 und 2 aus einem breiten Korngrößen-Spektrum ausgewählt; dabei nimmt Basalt korngrößenmäßig den breitesten Bereich ein, während π anteilmäßig Grobquarz mit einer Siebkennziffer zwischen 0,7 und 1,2 mit 60% beteiligt ist.

In Fig.4 ist gezeigt, wie die als Dachelemente verwendeten Vcrbundbauelemcnte von Fig. 2 im montierten Zustand abgedichtet sind. Als streifcnförmi- ίο ge Dichtungsclemente 1 i dienen solche nach F i g. 5, die nach der Montage in ihrem Hohlraum 15 am verdickten Schaftende 14 aufgebläht sind, so daß sich die Arme 12 am anderen linde des Schaftes 13 fest auf die Außenflächen 4 der benachbarten Abdeckkörper 1 anpressen. Obwohl Druckmittel, wie Preßluft, Druckflüssigkeit od. dgl., ein Vorzügliches Mittel ist, Urn auf schnellem Wege eine Abdichtung zu erzeugen, stehen selbstverständlich auch andere Mittel zur Verfugung.

Gemäß Fig.6 befindet sich eine Form 17 auf einem Rütteltisch 18 eines Rüttlers 19. In die Form 17 werden die Ausgangsstoffe für den Abdeckkörper 1 eingebracht und durch Rütteln bildet sich zwangsläufig eine gewisse schichtcnähnlich verteilte Anordnung der verschiedenen Ausgangsstoffe aus. So sammeln sich die gröberen körner 5 bevorzugt in den oberen Bereichen, während die größte Menge des Kunststoffs 7 und die kleineren Körner 6 sich bevorzugt im unteren Bereich anordnen

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gewissermaßen Lachen des als Kunststoff verwendeten Kunstharzes an der Oberseite. Diese Lachen werden durch das überschüssige Kunstharz gebildet, das durch die Rüttclvcrdichtung an die Oberfläche gelangt, da es spezifisch die leichteste Komponente darstellt. Während beim Polymerisieren derartige llarzlachen verschwinden, wenn lediglich der Abdeckkörper 1 allein hergestellt wurde, stehen sie beim Aufsetzen des Grundkc pers 2 zur Verfugung, um die Verbundwirkung an der Grenzschicht 16 zu verbessern. Es ist daher zweckmäßig, den Grundkörper 2 dann auf die noch weiche Schicht des Abdeckkörpers 1 aufzusetzen, wenn sich die Harzlachen gerade bilden. F.s findet dann eine gute Benetzung der entsprechenden Oberfläche des Grundkörpers 2 und eine gute Vernetzung mit dessen Materialien statt. Die Verbindung kann als chemische und mechanische Verklammerung betrachtet werden.

Es versteht sich, daß das Verbundbauelemcnt auch anders, beispielsweise gekrümmt geformt sein kann und nicht in ebener Form ausgebildet sein muß, was sich jedoch für die meisten Anwendungsfälle empfiehlt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Verbundbaiielement für Wände, Dächer und Bodenabdeckungen mit einem aus Bims- oder Ciasbeton bestehenden Grundkörper und einem Abdeckkörper, der aus Kunstharzbeton unter Verwendung von mineralischen Zuschlag- bzw. Füllstoffen insbesondere Quarzsand, aus einem breiten Korngrößenspektrum und Kunststoff-Bindemitteln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper(l) in einen Anteil von