DE2632040A1 - Verbundbauplatte und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Verbundbauplatte und verfahren zu ihrer herstellung

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Description

  • Verbundbauplatte undVerfahren zu ihrer Herstellung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbundbauplatte, insbesondere für Naßräume und bewitterte Gebãudeteile, mit einem Mantel aus dünnwandigen AuBenschichten und einem Kernmaterial zwischen diesen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Derartige Verbunspfatten sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Bei einer Gruppe von solchen Konstruktionen (z.B. gemäß OS-1- 559 479) besteht der Mantel aus dünnwandigen Stahl- oder Leichtmetallbleehen, dieteinen Hohlkörper bilden welcher mit schäumbarem Kunststoff oau, ausgefüllt wird. Eine solche VerbundflSatte muß jedoch zur Erzielung einer ausreichenden StoB- und Biegefestigkeit eine relativ große Wanddicke aufweisen und außerdem sind derartige Bauplatten aufgrund des Schaumstoffkerns sowie des gut wärmeleitenden Mantels sehr brandempfindlich und sie besitzen infolge der geringen Dichts des Kernmaterials auch noch eine schlechte Schalldämmung. Die obigen Nachteile verstärken sich noch, wenn für die Herstellung des Mantels anstelle von Stahlblechen z.B. Kunststoffplatten Verwendung f-inden. Für Naßräume oder bewitterte Gebäudeteile ist die 9auplatte gemäß der genannten DT OS im übrigen praktisch nicht geeignet, da der Mantel hier mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist, die das Eindringen von Feuchtigkeit in das Kernmaterial ermöglichen.
  • Andererseits sind weiterhin Verbundbauplatten, etwa in der-Art der DT PS 875 403 bekannt gewo-rden, bei denen dünnwandige Außenschichten aus Asbestzementplatten oder Stahl einen Kern aus leichtem wärmeisolierendem Material, z.B. gehärteter oder ungehärteter poröser Beton, Leichtbeton, Korkbeton oder poroses plastisches Material so verkleiden, daß ein im Verhältnis zu der Dicke relativ breite Element entsteht. Hierbei werden dann zur Verankerung der Deckschichtsn im Kern-Material relativ komplizierte Anker erforderlich, um einen sicheren Verbund zu schaffen, wenn eine ausreichende Biegefestigkeit und Tragfähigkeit erreicht werden soll.
  • Bei einigen Zusammensetzungen derartiger Verbundpiatten besteht ferner er n e hohe Brandempfindlichkeit und/odera>Naßfestigkeit.
  • Hochwertige Ober- bzw. Außenflächen werden zwar erreicht, wenn die Bekleidungsplatten z.8. aus keramischem Material bestehen. Die Herstellung derartiger Verbundbauplatten mit keramischer Verkleidung kommt aber verhältnismäßig teuer, vor allem dann, wenn ein Kern aus Beton mit keramischen Fliesen auf den Außenseiten verkleidet wird. Wenngleich hier zwar die Frage der Wasserbeständigkeit der Oberflächen lösbar ist, erfordern die vielen Fugen zwischen den einzelnen Fliesen bei den bishedbekannten Verfahren eine kostenaufwendige individuelle Fertigung.
  • Schließlich ist auch bereits bekannt, aus Kunststoff, wie z.B. Acrylglas oder Polyvynil-Chlorid großflächige Bauplatten herzustellen, bei denen zwei parallel-laufende dünne Außenwandungen durch innere Stege verbunden sind, die senkrecht zu denAußenwandungen angeordnet langgestreckte Hohlräume begrenzen. Derartige Bauplatten, auch als Stegplatten bezeichnet, werden z.B. als Belichtungselemente im Gewächshausbau und für ähnliche Zwecke verwendet. Sie haben zwar eine hervorragende Wasserbeständigkeit, sind aber brandgefährdet und besitzen eine geringe Schalldämmung, relativ geringe Biege-Steife- und Widerstandsfähigkeit gegen Stoß, so daß sie für viele Zwecke im 8au, insbesondere für die Herstellung von Sanitärzellen oder Außenwände, praktisch nicht geeignet sind.
  • Thermoplaste vom Typ Acrylglas haben sich auch für sanitäre Anlagen, vorzugsweise für sog. Naßzellen in Kompaktform eingeführt, und die glatte, glänzende und fugenlose gegen Feuchtigkeit und andere chemische Einflüsse unempfindliche Oberfläche bringt die Vorteile einer leichten Reinigungsmöglichkeit und den Ausschluß der Gefahr der Festsetzung von Schmutz und Bakterien. Trotz guter technischer, architektonischer und funktioneller Erfolge dieser Kunststoffe haben sie jedoch für die Praxis einige entscheidende Nachteile: Zur Erreichung genügender Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen Stoß muß die Wanddicke bei solchen Kunststoffwänden relativ sehr groß sein, was jedoch die Herstellungskosten stark in die Höhe treibt. Auch der Versuch, z.B. die Acrylglasschicht solcher Platten in derDicke zu beschränken und sie mit anderen Kunststoffen höherer Festigkeit, insbesondere stoB-unempfindlichen Schichten aus glasfaserverstärktem Polyesterharz zu kombinieren, führt nicht zu einer wesentlichen Senkung der hohen Herstellungskosten.-Ferner ist in jedem Fall kein genügender Widerstand gegen Brand gegeben und wegen der geringen Masse einer solchen Bauplatte (mehrere Millimeter Schichtdicke Acrylglas und selbst mit relativ dicker Stützschicht aus glasfaserverstärktem Kunstharz) ist die Schalldämmung von aus derartigen Bauplatten hergestellten Wänden, Decken etc. im Sinne der neuzeitlichen Schallschutzforderungen völlig ungenügend.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbundbauplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar ist und bei relativ ziemlich geringer Wanddicke eine hohe Biegefestigkeit sowie Stoßunempfindlichkeit und somit Gesamttragfähigkeit, gute Schalldämmung und Naß festigkeit sowie einen hohen Brandwiderstand besitzt und zugleich architektonisch bzw. optisch hochwertige, d.h. glatte und fugen-lose Ober- bzw. Außenflächen aufweist. Die Verbundbauplatte soll ferner die Anwendung eines wirtschaftlichen Fertigungsverfahrens ermöglichen und es soll daher auch ein entsprechend vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Verbundbauplatte angegeben werden. Schließlich sollen die einzelnen Verbundbauplatten noch ein "tragfähiges" Gewicht aufweisen und die Möglichkeit bieten, mit Schneidwerkzeugen eine Unterteilung vorzunehmen, bei minimalem MaterialverIust, derart, daß der Verbund zwischen Mantel und Kern bestehen bleibt.
  • Gemäß der Erfindung wirdiese Aufgabe bei einer Verbundbauplatte der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß der Mantel in bekannter Weise aus Kunststoff besteht sowie durch angeformte, seitlich beabstandete Stege zahlreiche Aufnahmekammern relativ kleinen Querschnitts für das Kernmaterial bildet, das aus einem gieß- oder schüttfähigen sowie abbindefähigen, wenigstens überwiegend mineralischem Material besteht, welches nach dem Abbinden im Vergleich zum Mantel-Werkstoff eine um ein Mehrfaches größere Steife (Produkt aus Trägheitsmoment und Elastizitätsmodul) besitzt Auf diese Weise wird erreicht, daß an dem Gesamtmaterialaufwand der Verbundbauplatte zum allergrößten Teil solche Stoffe beteiligt sind, die keinesfalls selbst brennen können und damit die Brandlast" des betreffenden Raumes nicht nur nicht vergrößern, sondern zusätzlich Wärme aufnehmen können. Im Brandfalle wird also eine solche Verbundbauplatte eine große Widerstandsfähigkeit gegenFeuer zeigen.
  • In brandschutztechnischer Hinsicht kommt es bekanntlich nicht nur auf die Anwendung unbrennbarer Werkstoffe an, sondern es spielt auch die Frage der Wärmespeicherfähigkeit eine gewichtige Rolle. Je höher die Wärmespeicherfähigkeit einer Verbundbauplatte nämlich ist, desto länger dauert es, bis bei einer gegebenen Feuereinwirkung die Temperatur der Verbundbauplatte so hoch wird, daß eine schädliche Beeinträchtigung ihrer Tragfähigkeit eintritt, oder die Brandwärme von einer Wandseite auf die andere durchdringt. In dieser Hinsicht ist das erfindungsgemäße Kernmaterial nicht nur unbrennbar, sondern es besitzt auch eine hohe Wärmespeicherfähig keit. Dies hat zur Folge, daß trotz Verwendung eines Kunststoffes für den Mantel die Verbundbauplatte einer Brandeinwirkung lange widerstehen kann, wenn nämlich die eine Seite der Verbundbauplatte z.B. einer Feuereinwirkung ausgesetztjist, so bewirkt das Kernmaterial durch seine Wärmespeicherung zunächst eine Kühlung dieser Seite. Aber auch dann, wenn das Kunststoffmaterial dieser Seite durch Hitzeeinwirkung geschmolzen wird, bleiben die einzelnen Säulen des Kernmaterials erhalten, und diese verhindern den Sauerstoffzutritt zu den Stegen zwischen den einzelnen Säulen des Kernmaterials. Allein schon aus diesem Grunde dauert es daher relativ lange, bis die Tragfähigkeit der Verbundbauplatte ernstlich gefährdet ist. In schallschutztechnischer Hinsicht wirkt sich das Kernmaterial mit der sehr großen Dichte ebenfalls günstig aus, denn die Schaildämmung wird umso besser, je höher das Gewicht der Verbundbauplatte ist. Andererseits bewirkt der hohe Elastizitätsmodul des Kernmaterials, daß auch bei relativ sehr geringer Wanddicke und dementsprechend relativ niedrigem Stoffaufwand eine hohe Biegesteifigkeit und St oß festigkeit der Verbundbauplatte erzielt wird, und zwar bei einem noch akzeptablen Gesamtgewicht. Zu diesem Vorteil trägt auch deifür sich bereits relativ biegesteife Mantel aus Kunststoff mit den eingeformten Stegen bei. Aufgrund der Verwendung dieses Mantels wird auch die erforderliche Naßfestigkeit der Verbundbauplatte erzielt, sodaß diese z.B. mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Naßräumen bzw. sanitären Anlagen verwendet werden kann. Der Mantel aus Kunststoff bildet zugleich die architektonisch und optisch hochwertigen Oberflächen, welche auch leicht zu reinigen sind und das Ansetzen von Schmutz oder Bakterien verhindern. Im Bedarfsfall kann ferner eine solche Verbundbauplatte längs der Stege so unterteilt werden, daß nicht nur der Verbund zwischen Mantel und Kernmaterial, sondern auch alle oben genannten Vorteile erhalten bleiben.
  • Der Mantel der Verbundbauplatte kann vorteilhaft aus- Kunststoff extrudiert werden. Als besonders gut geeignete Kunststoffe werden beispielsweise Acrylglas und Polyphynilchlorid genannt.
  • Wenn gettiäß einer Ausgestaltung der Erfindung das Kernmaterial aus durch hydraulische Bindemittel gebundenen mineralischen Materialien, etwa Beton, besteht, wird einerseits die Wirtschaftlichkeit der Verbundbauplatte weiter erhöht, denn dieses Kernmaterialrist relativ preiswert und heute auch in entlegenen Gegenden (Entwicklungsländern) vorhanden,sowie einfach zu verarbeiten. Der Bindemittelaufwand ist klein im Verhältnis zum Zuschlagsstoff, z.B. Sand. Andererseits wirkt dieses die Aufnahmekammern des Mantels ausfüllende Kernmaterial nichQhur durch seine Wärmespeicherfähigkeit passiv, sondern durch die Verdampfung des in ihm enthaltenen Wassers und/oder die Abgabe von Zersetzungsprodukten, z.B. CO2 auch aktiv im Sinne des Brandschutzes. Verwendet man nämlich durch hydraulische Bindemittel gebundene mineralische Materialien als Kernmaterial, die bei der Aufbereitung durch Wasseraufnahme zur chemischen Reaktion kommen, so geht das zur Aufbereitung verwendete Wasser alls chemisch gebundenes Wasser und zusätzliche Feuchtigkeit in die Verbundbauplatte -ein. Wirkt dann ein Feuer auf die Verbundbauplatte ein, so wird vor einer Zerstörung des Kernamterials in den Aufnahmekammern durch die Wärmeeinwirkung das gespeicherte und chemisch gebundene- Kristallwasser zunächst zum Verdampfen gebracht, wodurch bereits eine Kühlung der Verbundbauplatte eintritt, andererseits bildet der entstehende Wasserdampf eine Schutzschicht auf dem Kernmaterial.
  • Hieraus geht hervor, daß schon eine größere Zeitspanne verstreichen muß, bis durch Brandeinwirkung die raumabschlieBende und tragende Funktion dieser Verbundbauplatte zerstört wird.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand zwischen den Stegen etwa gleich der Dicke der Verbund baui platte und deren Baubreite ein Vielfachwert von diesem-Abstand ist.- Dadurch ist aligeme.in eine günstige Formstabilität des Mantels gewährleistet, andererseits bietet dieses Maßverhältnis auch den Vorteil, daß das plastisch in die Aufnahmekammern eingebrachte Kernmaterial durch den dabei erzeugten Innendruck nicht die dünnwandigen Außenschichten des Mantels nach außen wölben kann, bevor der Abbindeprozeß abgeschlossen ist. Mit anderen Worten: der Mantel bleibt aufgrund der obigen Merkmale relativ formstabil und nimmt während des Einfülivorganges weder eine dauerhafte noch elastische Veränderung an, d.h., er bleibt in seiner Sollform. Im Interesse der Wirtschaftlichkeit soll nämlich eine möglichst dünne Wanddicke des Mantels angestrebt werden. Bei deifertigen Verbundbauplatte wird das dünnwandige Mantelmaterial durch die zahlreichen Säulen des Kernmaterials gestützt, wobei selbst bei einer geringen Durchbiegung der Verbundbauplatte die Verbundwirkung zwischeqden einzelnen Kernmaterial-Säulen und dem Mantel mit den eingeformten Stegen erhalten bleibt.
  • Dadurch, daß die Baubreite der Verbundbauplatte einem Vielfachwert des Abstandes zwischen den Stegen entspricht, wird eine Erleichterung für den Gebäudeplaner gegeben. Schließlich ermöglichen diese Merkmale des Anspruches 3 eine vielfache Unterteilung einer solchen Verbundbauplatte, d.h., eine solche Verbundbauplatte kann einfach parallel zu und neben einem Steg abgetrennt werden, ohne daß die übrige Platte in ihren Wirkungen beeinträchtigt wird.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung können in einigen vorbestimmten Aufnahmekammern des Mantels zusätzlich zum Kernmaterial oder ohne dieses installationsleitungen eingebaut werden, wobei die Aufnahmekammern der erfindungsgemäßen Verbundbauplatte automatisch die "Leer-Rohre" und zugleich "Maßlehren" für die Unterbringung solcher Leitungen (Versorgungs- und Entsorgungsleitungen oder Elektrokabel) bilden. Beim Einbau von Leitungen in traditionellen Fertigwänden sind dagegen nachteilige besondere Halterungen oder zusätzliche Leer-Rohre erforderlich.
  • Ein vortailhaftes Verfahren zur Herstellung einer Verbundbauplatte der obigen Art, bei dem alsMantel eine extrudierte mehrwandige Stegplatte aus Kunststoff mit hohlkastenförmigen Aufnahmekammern für das Kernmaterial verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial in die Aufnahmekammern im-Extrusionsverfahren eingebracht wird. Das Einbringen des Kernmaterials, z.B. in Form von Beton, setzt zwar "schüttfähiges" Mateiial voraus (z.B. Beton im erdfeuchten Zustand mit geringem Wasser- Zement-Faktor), jedoch können die in der Betonpraxis üblichen Schüttvorrichtungen nicht ohne weiteres hierfür genutzt werden, um die richtige Kernmaterialmenge in optimaler Zusammensetzung kontinuierlich in die zahlreichen, relativ engen und langen Aufnahmekammern im Mantel einzubringen. Das schüttfähige Kernmaterial wird daher erfindungsgemäß in einzelnen "Strängen" unmittelbar in die Aufnahmekammern extrudiert, wobei Querschnitt und Austrittsgeschwindigkeit dieser 'Stränge" den zu füllenden Aufnahmekamme-rn des Mantels angepaßt sind, sodaß eine äußerst wirtschaftliche Fertigung der vollständigen Verbundbauplatten erzielt wird.
  • Das obige Verfahren kann so ausgestaltet werden, daß die extrudierten Stegplatten aus Kunststoff mit ihren Aufnahmekammern aufeinander ausgefluchtet in einer kontinuierlichen Reihe im Takt an dem ortsfest angeordneten Extruder für Kernmaterial vorbeibewegt und mit Kernmaterial gefüllt werden oder umgekehrt der Extruder im Takt über die ortsfest aneinander gereihten Stegplatten geführt wird. Dadurch können sämtliche Aufnahmekammern mindestens jeweils einer Stegplatte in der Stillstandsphase gleichzeitig mit Kernmaterial versehen werden, wobei der wirtschaftliche Gesamtbetrieb auch hier gewährleistet ist durch die Extrusion der Stegplatten einerseits und die Extrusion des Kernmaterials andererseits.
  • Eine andere, noch wirtschaftlichere Variante des obigen Verfahrens besteht darin, die extrudierten Stegplatten aus Kunststoff in einer fortlaufenden Reihe kontinuierlich am ortsfest angeordneten Extruder für das Kernmaterial vorbeibewegt und während ihrer Bewegung durch ein oder mehrere Mundstücke mit Kernmaterial gefüllt werden, die abwechselnd in Förderrichtung und entgegengesetzt hierzu bewegt werden. Dadurch wird eine optimal zeitsparende kontinuierliche Fertigung der Verbundbauplatten erzielt.
  • Zweckmäßig wird das Kernmaterial je Stegplatte in der dem Füllvolumen entsprechenden Menge vom Extruder vordosiert und nach dem Eintritt in die Aufnahmekammern verdichtet. Da das Kernmaterial unter Verdrängung der in den Aufnahmekammern vorhandenen Luft in diese Kammern extrudiert werden muß, wird insbesondere der Strang des extrudierten Kernmaterials im Querschnitt so bemessen, daß er nahezu, jedoch nicht völlig dem Querschnitt der Aufnahmekammern entspricht. Um die erforderliche völlige Ausfüllung des Volumens der Aufnahmekammern zu gewährleisten, wird das Kernmaterial in den Aufnahmekammern während und/oder nach Beendigung des Fülivorganges unter Druck und/oder Vakuum und/oder durch Rütteln bzw.
  • durch eine Kombination dieser Maßnahmen verdichtet.
  • Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer- Verbundbauplatte der obigen Bauart, bei/dem als Mantel eine extrudierte mehrwandige Stegplatte aus Kunststoff mit hohlkastenförmigen Aufnahmekammern für das Kernmaterial verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagsstoffe des Kernmaterials, etwa Sand, in trockenem fließ- oder schüttfähigem Zustand in di Aufnahmekammern eingefüllt werden und anschließend ein flüssiges Bindemittel in das zuvor in die Aufnahmekammern gefüllte Kernmaterial injiziert wird. Diese Verfahrensführung ist insbesondere bei sehr großen Verbundbauplatten z.B. fügdie Erstellung von Außenwänden für Gebäude vorteilhaft. Denn bei sehr großen Verbundbauplatten, die werkstattmäßig vollkommen fertiggestellt und auf der Baustelle nur montiert werden, können sich aufgrund des hohen Gewichtes Schwierigkeiten ergeben, wenn etwa die erforderlichen großen Krane und Transportmittel, z.B. in Entwicklungsländern, nicht zur Verfügung stehen. Auch bei Verwendung von grobkörnigen und für das Extrusionsverfahren weniger geeigneten Zuschlagsstoffen ist die nachträgliche injektion des Bindemittels von Vorteil. In solchen Fällen wird erst zum Schluß das Bindemittel, z.B. Zementleim, unter Druck so injiziert, daß das Bindemittel die Hohlräume zwischen dem Schüttgut unter Verdrängung der Luft ausfüllt und den Verbund herstellt.
  • (;gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens können zur Optimierung des Abbinde-Prozesses im Kernmaterial, insbesondere bezüglich des Wasseranteils und zur Minimierung der Abbindezeit sowie des Schwind- und KrBchverhaltens des Kernmaterials die Aufnahmekammern teilweise vor, aber spätestens nach der Füllung vollständig auch stirnseitig nach außen abgeschlossen werden.
  • Wenngleich vom Festigkeitsstandpunkt aus nach dem Einfüllen des Kernmaterials in der Regel ein dichter Abschluß der Stirnseiten der Verbundbauplatte zwar nicht erforderlich ist, bringt ein solcher Abschluß nach Beendigung des Einfüllvorganges bei einem durch hydraulische Bindemittel gebundenen Kernmaterial den Vorteil, daß man durch einen günstigen Bindemittel- und Wasser-Faktor sowohl die Abbindezeit optimieren uie auch die Schwind- und Krienhvorgänge minimieren kann. Ferner erleichtert der Abschluß zunächst der einen Stirnseite bei den oben beschriebenen Fertigungsmethoden das Einfüllen des Kernmaterials von der anderen Seite, solange das Entweichen der Luft aus den Aufnahmekammern gewährleistet ist.
  • Da bei den verwendeten Stegplatten die AuBenschichten auf beiden Seiten einen Feuchtigkeitsaustausch durch diese Schichten hindurch verhindern, wird, wenn nach beendigter Fertigstellung auch die beiden Stirnseiten vollkommen dicht abgeschlossen ind, das Eindringen von Feuchtigkeit, z.B. bei Naßzellen oder bei bewittertenAuEenwänden,zuverlässig vermieden.
  • Außerdem wird bei einer allseitig feuchtigkeitsdicht abgeschlossenen Verbundbauplatte vermieden, daß Problems hinsichtlich der Wasserdampf-Diffusion auftreten, wenn nämlich zwischen den beiden Seiten flächen der Verbundbauplatte Unterschiede hinsichtlich der Temperatur und Feuchtigkeit, auch im Wechsel der Jahreszeiten, auftreten.
  • Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Verbundbauplatte gemäß der Erfindung, die durch eine Nut-Feder-Verbindung mit einer gleichartigen Verbundbauplatte stirnseitig gekuppelt ist, von der nur ein Teil gezeigt ist; Fig. 2 eine Schrägansicht von Teilen zweier Uerbundbauplatten gemäß der in Fig. 1 gazeigten Art, wobei jedoch der linke Teil der Aufnahme~ kammern der einen Verbundbauplatte noch nicht gefüllt ist, während am rechten gefüllten Teil dieser Verbundbauplatte an derAußenseite einBrandversuch angedeutet ist; Fig. 3 eine Uwerschnitteansicht einer weiteren Ausführungstorm der erfindungsgemäßen Verbundbauplatte, bei der in zwei vorbestimmten Aufnahmekammern zusätzlich zum Kernmaterial Installationsleitungen eingebettet sind; Fig. 4 eine Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform der Verbundbauplatte gemä-der Erfindung mit LuPtkammern in der neutraIen Zone;- Fig. 5 eine schematische Schrägansicht eines Extruders zum taktweisen Extrudieren des Kernmaterials in die Aufnahmekammern der Mäntel, die die Form von Stegplatten aufweisen; Fig. 6a und 6b jeweils eine schematische Ansicht eines Extrudermundstückes in Verbindung mit Stegplatten, die sich kontinuierlich bewegen und deren Aufnahmekammern während dieser Bewegung mit Kernmaterial gefüllt werden und Fig. 7 Schrägansichten vodzwei Verbundbauplatten, von denen die eine an ihrer unteren Stirnseite bereits durch ein Abschlußprofil nach außen abgeschlossen ist, während die Stirnseiten der rechten Verbundbauplatte noch freiliegen und im Abstand von der unteren Stirnseite dieser Verbundbauplatte das entsprechende Abschlußprofil getrennt dargestellt ist.
  • Sämtliche in den Fig. 1 - 7 als Ausführungsbeispiele gezeigten Verbundbauplatten weisen einen Mantel in Form einer Stegplatte auf, die im Strangpreßverfahren aus thermoplastischem Kunststoff, z.B. Acrylglas oder Poly phynilchlorid hergestellt wird. Dabei wird der vom Extruder ausgepreßte Materialstrang auf bestimmte Längen zugeschnitten, wobei die Abschnittslänge z.B. einer Stockwerkshöhe der Verbundbauplatten entsprechen kann, wenn diese als Wandelemente eingesetzt werden. Die in den Figuren 1, 2, 5, 6a, 6b und 7 gezeigte Verbundbauplatte 10 weist als Mantel eine dünnwandige Stegplatte 11 auf, deren eingeformte Stege 12 mit den Außenschichten 13 eine Vielzahl von Aufnahmekammern 14 für ein Kernmaterial 15, z.B. Beton, begrenzen. Der seitliche Abstand zwischen den Stegen 12, nachfolgend als Rastermaß R1 bezeichnet, ist etwa gleich der Dicke D der Verbundbauplatte 10. Die Baubreite R 2 entspricht wiederum einem Vielfachwert des Rastermaßes R1. An beiden Stirnseiten weist die Stegplatte 11 der Figuren 1 und 2 eingeformte Nuten 16 auf, in die Federn 17 zur stirnseitigen Verbidung dieser Verbundbauplatten eingeführt werden können. Auf diese Weise lassen sich aus solchen Verbundhauplatten z.B. Wände für Naßzellen o. dgl. in sogen. Modulbauweise erstellen. Die Stegplatten 11 werden zu diesem Zweck vorzugsweise in einer Serienfertigung mit gleichbleibender Baubreite R2 hergestellt, die einer für Gebäudeplanung brauchbaren Moduleinheit entspricht. Die bewitterte Außenschicht 13 der stegplatteVkann z.B. mit einEr aufgedampften Metallschicht versehen werden, um Wärmestrahlen zu refektieren und somit eine Aufheizung der Verbundbauplatte zu vermeiden, sofern diese z.B. als Außenwandelement eines Gebäudes verwendet wird.
  • Wenngleich die in Pig.gezeigte Stegplattegbereits für sich eine beachtliche zulässige Zugfestigkeit und Biegesteifigkeit und damit Tragfähigkeit auf-15t weist, kommt in diesem Zusammenhang jedoch dem Kernmaterialldie entscheidendere Bedeutung hinsichtlich der Gesamtsteifigkeit der fertigen Platte zu.
  • Die Biegesteifigkeit z.B. eines Wandelmentes, d.h. die Widerstandsgröße gegenüber Kräften senkrecht zur Wandebene, wird bekanntlich gekennzeichnet 4 durch das Produkt aus Trägheitsmoment I (cm ) und Elastizitätsmodul E 2 (kp/cm ). Das bedeutet, daß bei einem Biegemoment MR (kp cm) die Durchbiegung f (cm) bestimmt ist durch die Gleichung Da eine kleine Durchbiegung der Verbundbauplatte erwünscht ist, kommt es also darauf an, das Produkt E x J möglichst groß zu machen.
  • Bei einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Wandquerschnitt ist die gesamte Biegesteifigkeit gleich der Summe der Biegesteifigkeit der einzelnen Wand-Bestandteile. Bei der vorlisgenden Verbundbauplatte besitzt die aus zwei Außen- bzw. Deckschichten und inneren Verbindungsstegen zusammengesetzte Stegplatte 11 aus Kunststoff, vorzugsweise Acrylglas ein Elastiziq 2 tätsmodul in der Größenordnung von etwa 104 bis 3 x 10 kp/cm . Im Vergleich 2 zu Stahl mit etwa 2 x 106 kp/cm liegt der Unterschied in der Größenordnung 5 von zwei 10er Potenzen, im Vergleich zu hochwertigem Beton mit 10 bis 2 x 105 kp/cm2 eine 10er Potenz tiefer. Zwar besitzen die Außenschichten 13 der Stegplatts 11 relativ großen Abstand von der neutralen Zugachse der Verbundbauplatte, gleichwohl ist aber infolge der geringen Wanddicken des Kunststoffquerschnittes das Trägheitsmoment J relativ klein.
  • Demgegenüber aber besitzt das erfindungsgemäße Kernmaterial aus einem gieß- odedschdttfähigen sowie abbindefähigen, wenigstens üb-erwiegend mineralischei Material nicht nur ein relativ hohes Elastizitätsmodul E, z.B.
  • 5 5 2 bei zementgebundenem Beton in der Größenordnung von 10 bis 2 x 10 kp/cm , sondern auch ein relativ hohes Trägheitsmoment , da bekanntlich bei einem Rechteck-Querschnitt das Trägheitsmoment J in der dritten Potenz der Konstruktionshöhe, hier also mit der dritten Potenz der Wanddicke steigt.
  • In diesem Sinne eignet sich neben Zement, abgesehen von'dem Wassergehalt, grundsätzlich z.B. auch Anhydrit als Bindemittel für das Kernmaterial.
  • Eine besondere Schwierigkeit in der Massenfertigung der erfindungsgemäßen Verbundbauplatte ergibt sich nun daraus, daß diese bestimmungsgemäß eins relativ geringe Dicke aufweissn und die als Mantel verwendeten Stegplatten eine Vielzahl von Aufnahmekammern relativ kleinen Querschnitts für das Kernmaterial enthalten. Dabei ist nun die Längsausdehnung dieser Aufnahmekamern im Verhältnis zur Dicke der Stegplatten bzw. Verbundbauplatten sehr groß1 Beispielsweise beträgt bei einer Gesamtdicke der Verbundbauplatte von 20 mm die lichte Weite der Aufnahmekammern nur etwa 18 mm, während andererseits die Bauhöhe einer solchen Verbundbauplatte etwa 2400 - 2500 mm betragen kann. Dies bedeutet, daß die Länge der Aufnahmekammern 120 x so groß ist wie ihre lichte Weite. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß gleichzeitig mit der Füllung der Aufnahmekammern die vorher in diesen Kammern vorhandene Luft abgeführt werden muß. Um beispielsweise stehende Stegplatten von oben zu füllen, muß die Luft nach oben entweichen können, wenn vorausgesetzt wird, daß die Aufnahmekammern an der Unterseite bereits abgeschlossen sind. Die Luft muß also dann entgegen dem Strom des eingebrachten Kernmaterials entweichen können.
  • Noch eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß bei wirtschaftlicher Verarbeitung von Beton, Anhydrit oder ähnlichen Stoffen als Kernmaterial jeweils größere Mengen pro Zeiteinheit verarbeitet werden müssen, um geringe Lohnkosten,bezogen auf die verarbeitete Stoffmenge, zu erzielen.
  • Es wurde nun herausgefunden, daß vorstehende Schwierigkeiten sämtlich vermieden werden können, wenn das Kernmaterial z.B. im Extrusionsverfahren in die Aufnahmekammern eingebracht wird, das in verschiedenen Varianten ausgeführt werden kann, wie nachstehend anhand der Fig. 5,6 a und 6 b erläutert wird.
  • In Figur Sist schematisch ein Extruder 18 angedeutet, der eine der Zahl der Aufnahmekammern 14 jeweils einer Stegplatte 11 entsprechende Zahl von Mundetücken 19 aufweist durch die Einzelstränge 19 a des Kernmaterials, z.B. Beton im erdfeuchten Zustand, in die Aufnahmekammern 14 extrudiert werden. Der intrittsquerschnitt der Beton-Einzeletränge 19 a ist dabei etwa.- kleiner als der Querschnitt der einzelnen Aufnahmekammern 14, so daß die durch den Beton verdrängte Luft aus den Aufnahmekammern im Gegen strom entweichen kann, denn-es wird vorausgesetzt, daß im Ausführungsbeispiel die unteren Stirnseiten der einzelnen Stegplatten 11 bereits abgeschlossen sind. Alternativ ist es auch möglich, die durch den Beton verdrängte Luft nach unten entweichen zu lassen und erst nach Abschluß des Fülivorganges beide Stirnseiten der Stegplatte abzuschließen.
  • Die Stegplatten 11 uerden hochkant von einem nicht gezeigten Förderer, mit ihren Aufnahmekammern 14 in Transportrichtung T aufeinander ausgefluchtet in einer kontinuierlichen Reihe im Takt an dem ortsfest angeordneten Extruder 18 vorbeibewegt. In den Stillstandsphasen werden die Aufnahmekammern 14 jeder Stegplatte 11 gleichzeitig mit Beton gefüllt.
  • Der Beton wird dabei je Stegplatte vom Extruder 18 in einer Menge vordosiert überdie Mundstücke 19 zugeführt, die dem Füllvolumen der Aufnahmekammern 14 je Stegplatte entspricht. Ein nicht gezeigter Schaltmechanismus bewirkt nach Füllung einer Stegplatte den taktweisen Vorschub der Reihe von Stegplatten um ein Ausmaß, daß die Aufnahmekammern 14 der nachfolgenden Stegplatte mit den Mundstücken 19 ausgefluchtet sind. Damit der in die Aufnshmekammern extrudierte Beton diese auch tatsächlich ausfüllt, kann der Beton in einem weiteren Arbeitsschritt z-.B. durch Rütteln der Stegplatten verdichtet werden.
  • Bei der in den Figuren 6 a und 6 b gezeigten Variante werden die Stegplatten 11 in Längsrichtung aufeinander ausgefluchtet kontinuierlich jeweils an einem ortsfesten Extruder (nicht gezeigt) vorbei bewegt, dessen Mundstück 19 -a bzw. 19 b in Transportrichtung T der Platten, jeweils auf eine leere Aufnahmekammer 14 ausgefluchtet, so lange mitläuft9 bis die betreffende Aufnahmekammer mit Beton gefüllt ist, woraufhin das- Mundstück 19 a bzw. 19 b entgegengesetzt zur Transportrichtung T schnell zurückbewegt und auf die nachfalgende leere Aufnahmekammer 14 ausgefluchtet wird, um in diese Beton zu extrudieren, usw. Der Transport der Stegplatten erfolgt gemäß Figur 6 a durch (hier seitlich angreifende) Förderbänder 20, wobei die Stegplatten mit ihrer unteren Stirnseite z.8. auf Rollen abgestützt sein können, während bei der Variante nach Figur 6 b ein herkömmliches, nicht gezeigtes Förderband verwendet wird und die Stegplatten durch nicht gezeigte seitliche Führungen in vertikaler Lage gehalten werden. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 6 a und 6 b ist es auch möglich, mehrere Stegplatten nebeneinander liegend und ausge fluchtet in linearen Reihen an einem Extruder mit mehreren Mundstücken, ähnlichtjemjenigen nach Figur 5, vorbeizuführen.
  • Die mit Kernmaterial 15 z.B0 mit Beton gefüllten Stegplatten können an ihren Stirnseiten z.8. mit dauerelastischem Kitt oder Profil-Abschlußleisten, auch aus elastischem Werkstoff, abgeschlossen werden. In Figur 7 sind zwei Verbundbauplatten 10 gezeigt, von denen die linke an ihrer unteren Stirnseite bereits mit einer Profil-Abschlußleiste 21 versehen ist, die in Figur 7 rechts für sich dargestellt ist. Diese Profil-Abschluleiste 21 kann in analoger Weise auch zum Abschluß der oberen Stirnseite der Verbundbauplatte verwendet werden. Die Profil-Abschlußleiste weist zu diesem Zweck je zwei Längsschlitze 22 sowie eine Reihe vonQuerschschlitzen 23 auf, in die die beiden Außenschichten 13 sowie die Stege 12 der Stegplatte eingeschoben werden können, um einen einwandfreien Abschluß der beiden Stirnseiten der mit Kernmaterial gefüllten Stegplatten zu erreichen.
  • In Figur 3 ist eine Verbundbauplatte 10 a im Schnitt gezeigt, deren dünnwandige Stegplatte 11 a aus extrudiertem Kunststoff zickzackförmig eingeformte Stege 12 a enthält, die Aufnahmekammern begrenzen, welche z.B.
  • mit Beton 15 gefüllt sind. Erfindungsgemäß ist es möglich, gleichwohl in einigen vorbestimmten Aufnahmekammern zusätzlich zum Beton 15 installationsleitungen, z.B. Rohrleitungen 24 undelektrische Kabel 25 sinzubeten. Diese Rohrleitungen 24 bzw. Kabel 25 können sich über die gesamte Bauhöhe erstrecken und seitlich aus der Verbundbauplatte zur Schaffung entsprechender Anschlüsse heraus geführt sein, wie in Figur 3 gezeigt ist. Der abgebundene Beton 15 bietet zusammen mit der Stegplatte 11 a aus Kunststoff ferner die Möglichkeit an der Außenseite der Verbundbauplatte Teile, wie z.B. elektrische Schalter, Leuchten, usw. anzuschrauben.
  • Figur 4 zeigt im Schnitt eine Verbundbauplatte 10 b, deren Stegplatte 11 b aus extrudiertem Kunststoff zusätzlich zu den beiden AuBenschichten bzw. -wänden noch zwei parallel verlaufende Innenwände 26 und 27 aufweist, die zusammen mit den querverlaufenden Stegen 12 b zahlreiche Aufnahmekammern begrenzen, von denen lediglich die den Außenwänden benachbarten mit Kernmaterial 15, z.B. Beton, gefüllt sind, während die in der neutralen Zone der Verbundbauplatte liegenden inneren Aufnahmekammern Luft enthalten, wodurch diese Verbundbauplatte, neben den bereits erwähnten Vorteilen zusätzlich einen relativ hohen Wärmedämmwert aufweist.
  • In Figur 2 ist bei 30 einz'durch Brandeinwirkung beschädigte Stelle der Verbundbauplatte 10 angedeutet, die erkennen läßt, daß zwar die eine Außenschicht 13 zum Teil bereits abgeschmolzen ist, andererseits jedoch die gegenüberliegende Außenschicht die Stege 12 und der als Kernmaterial 15 dienende Beton erhalten sind und die Funktionen der Verbundbauplatte weiter gewährleisten.

Claims (10)

  1. Patentansprüche V'erbundbauplatte, insbesondere für Naßräutre und bewittert Gebäudeteile, mit einem Mantel aus dünnwandigen Außenschichten und einem Kernmaterial zwischen diesen, dadurch gekennzeichnet, daß cler mantel (11) in bekannter Weise aus Kunststoff besteht sowie durch angeformte, seitlich beabstandete Stege (12) zahlreiche Aufnahmekammern (14) relativ kleinen Querschnitts für das Kernmaterial (15) bildet, das aus einem gieß- oder schüttfähigen sowie abtindefähigen, wen,gçtens überwiegend mineralischem Material besteht, welches nach den Abbinden im Vergleich zum Mantel eine um ein Mehrfaches größere Steife besitzt.
  2. 2. Verbundbauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial (ins) aus durch hydraulische Bindemittel gebundenen mineralischen Materialien, etwa Beton, besteht
  3. 3. Verbundbauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand (Rastermaß R1) zwischen den Stegen (12) etwa gleich der Dicke (D) der Verbundbauplatte (in) unteren Baubreite (R2) ein Vielfachwert von diesem Abstand (Rastermaß Rt) ist.
  4. 4. Verbundbauplatte nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einigen vorbestimmten Aufnahmekammern (14) des Mantels (11 a) zusätzlich zum Kernmaterial (15) oder ohne dieses,Installationsleitungen (24, 25) eingebaut sind.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung einer Verbundbauplatte nach den Ansprüchen 1 - 4, bei dem als Mantel eine extrudierte mehrwandige Stegplatte aus Kunststoff mit hohlkastenförmigen Aufnahmekammern für das Kernmaterial verwendet wird, dadurchSgskennzeichnet, daß das Kernmaterial in die Aufnahmekammern im Extrusionsverfahren eingebracht wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierten Stegplatten aus Kunststoff mit ihrenAufnahmekammern aufeinander ausgefluchtet in einer kontinuierlichen Reihe im Takt an dem ortsfest angeordneten Extruder für das Kernmaterial vorbeibewegt und mit Kernmaterial gefüllt werden, aer umgekehrt der Extruder im Takt über die ortsfest aneinander gereihten Stegplatten geführt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierten Stegplatten aus Kunststoff in einer fortlaufenden Reihe kontinuierlich am ortsfest angeordneten Extruder für das Kernmaterial vorbeibewegt und während ihrer Bewegung durch ein oder mehrere Mundstücke mit Kernmaterial gefüllt werden, die abwechselnd in Förderrichtung und entgegengesetzt hierzu bewegt werden.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial je Stegplatte in der dem Fülivolumen entsprechenden Menge vom Extruder vordosiert und nach dem Eintritt in die Aufnahmekammern verdichtet wird.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung einer Verbundbauplatte nach den Ansprüchen 1 - 4, bei dem als Mantel eine extrudierte mehrwandige Stegplatte aus Kunststoff mit hohlkastenförmigen Aufnahmekammern für das Kernmaterial verwendet wird, dadurctjgekennzeichnet, daß die Zuschlags-Stoffe des Kernmaterials, etwa Sand, in trockenem,fließ- oder schüttfähigem Zustand in die Aufnahmekammern eingefüllt werden und anschließend ein flüssiges Bindemittel in das zuvor in die Aufnahmekammern gefüllte Kernmaterial injiziert wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Optimierung desAbbinde-Prozesses im Kernmaterial, insbesondere bezüglich des Wasseranteiles und zur Minimierung der Abbindezeit sowie des Schwind- und Kriechverhaltens des Kernmaterials die Aufnahmekammern teilweise vor, aber spätestens nach der Füllung vollständig auch stirnseitig nach außen abgeschlossen werden.
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