DE2702066A1

DE2702066A1 - Bauplatte

Info

Publication number: DE2702066A1
Application number: DE19772702066
Authority: DE
Inventors: Morris Schupack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1977-07-28
Also published as: CA1056178A; JPS5289116A; GB1570913A; US4159361A

Description

Anmelder: Morris Schupack, 37 Split Rock Road, South Norwalk, Connecticut 06854, USA

Bauplatte

Die Erfindung betrifft eine Bauplatte sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Derartige verstärkte Bauplatten sind insbesondere für Bauzwecke als ebene Platten verwendbar, da sie ähnliche Eigenschaften wie Sperrholz aufweisen. Sie können aber auch zu gewölbten Bauteilen verformt werden, um verstärkte Betonstrukturen herzustellen, wobei die Verformung normalerweise vor der Aushärtung des zementartigen Materials erfolgt.

Es sind bereits Bauplatten bekannt, deren Kern aus zementartigen Zusammensetzungen besteht (US-PS 1 439 954), die einen Kern aus Gipsmörtel, Portlandzement oder aus Magnesitzement aufweisen, wobei bei einer Herstellungsstufe ein plastischer Zustand gegeben ist. Der Gipsmörtel kann ein elastisches Material wie Kork oder Sägemehl enthalten, um eine Rißbildung beim Eintreiben von Nägeln, Schrauben oder dergleichen zu verhindern. Ein Gittermaterial wie Gaze, Drahtgeflecht, perforiertes Papier oder Gewebe wird auf beide Seiten des Körper-

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teils aufgebracht, während dieser sich im plastischen Zustand befindet.

Es sind ferner hydraulischen Zement enthaltende Platten mit fünf getrennten Elementen bekannt (US-PS 3 284 980), wobei zwei dünne Oberflächenschichten aus hydraulischem Zement mit hoher Dichte vorgesehen sind, in die ein Fasergeflecht eingebettet ist, sowie ein dickerer Kern aus hydraulischem Zement mit Zellenstruktur und geringer Dichte, der zwischen den Oberflächenschichten eingebettet ist. Derartige Platten dienen als Wandplatten und können in feuchter Umgebung für die Herstellung beispielsweise von Duschräumen, Böden für Badezimmer und Schwimmbecken verwandt werden.

Es sind ferner Betonstrukturen bekannt (US-PS 3 466 822), bei denen eine Verstärkung aus kreuzweise eingebetteten Gruppen von vorgespannten Garnen vorgesehen ist. Diese Garnschicht wird in der Mitte der Dicke der Platte angeordnet.

Obwohl bekannte Platten dieser Art in einem gewissen Ausmaß flexibel sind, um eine Beschädigungsgefahr bei der Lagerung und beim Transport nach Möglichkeit zu vermeiden, ist keine dieser Platten im kalten Zustand verformbar, um die Herstellung gewölbter Strukturen mit einem verhältnismäßig kleinen Krümmungsradius zu ermöglichen. Bisher wurden keine Verfahren zur Herstellung derartiger gewölbter Plattenstrukturen bekannt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine kalt verformbare verstärkte Bauplatte anzugeben, die in einfacher und kostensparender Weise zu verschiedenen Produkten verformt werden kann, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine kalt verformbare verstärkte Bauplatte vorgesehen, die einen Kern aus einer zementartigen Zusammensetzung mit einem gesteuerten Wasserausströmen besteht, beispielsweise aus hydraulischem Zement, einem Dispersionsmittel, einem Gelbildner und Wasser. Die zementartige Zusammensetzung kann auch diskrete Fasern enthalten, beispielsweise aus Glas oder PoIy-

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propylen, die in Volumenverhältnissen von nur O,25-5% vorgesehen sind, um die Stoßfestigkeit und die Kantenfestigkeit zu vergrößern. Mindestens eine und vorzugsweise zwei verstärkende Gewebeschichten sind in dem Platternkern eingebettet, von denen jede vorzugsweise auf oder sehr nahe zu der Oberfläche des Plattenkerns angeordnet ist. Diese Verstärkungsschichten dienen zur Vermeidung einer Rißbildung, wenn die Platte kalt verformt wird und wenn die Platte in ihrer ebenen Ausbildung eingebaut wird. Ferner besitzen derartige Platten eine verbleibende Festigkeit nach einer Verformung.

Das Zurückhalten von Wasser in derartigen Plattenkernen aus zementartigen Zusammensetzungen gewährleistet ein geeignetes Anhaften der Verstärkungsschicht an dem Plattenkern.Durch das gesteuerte Wasserausströmen wird ferner die Bildung eines linsenförmigen Wasserkörpers in den Oberflächen der Platte verhindert, durch den sonst eine Oberflächenschwäche und eine schlechte Anhaftung des Gewebes verursacht werden können. Das Festhaltungsvermögen von Wasser kann in einem.Plattenkern aus einer zementartigen Zusammensetzung erzielt werden, die einen hydraulischen Zement, einen Gelbildner, ein Dispersionsmittel und beigemischtes Wasser enthält, in noch näher zu beschreibenden Anteilen, oder wahlweise einen hohen Anteil an Lufteinschlüssen oder lediglich Gelbildner enthält.

Ferner ist die Zugspannung der Verstärkungsschicht vergleichbar mit der Druckverformung des Plattenkerns. Dies bedeutet, daß die Elongation des verstärkenden Geflechts größer gewählt wird als etwa das l,25fache der erwarteten Druckverformung des Plattenkerns, wenn die Platte auf ihrem minimalen Krümmungsradius umgebogen wird. Ferner wird ein geringer Elastizitätsmodul des zementartigen Plattenkerns vorgesehen, aber eine so ausreichende Festigkeit, daß bei der Kaltverformung keine Beschädigungen durch die Kompression auftreten.

Die Verträglichkeit einer Schicht aus einem Geflecht, das die gewünschte Elongation aufweist, mit dem Kern wird durch Einschluß von Luft in der zementartigen Zusammensetzung erzielt, oder durch Beimischung eines Schaumbildners oder

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eines Zuschlagstoffs mit niedrigem Elastizitätsmodul wie von Kunststoffkügelchen.

Derartige kalt verformbare verstärkte Bauplatten sind für unterschiedliche Zwecke verwendbar. Sie können beispielsweise zur Herstellung von verstärkten Bauelementen aus Beton verwandt werden, oder als Trommeln für Kabel-Aufwickelspulen, als Durchflußkanäle, Rohrleitungen, Rutschen, zylindrische Behälter, Tanks, Dachverkleidungen, Paletten oder als Abschirmwände .

Derartige Platten können insbesondere bei zementartigen Zusammensetzungen mit wenig Zuschlagstoff oder beim Zusatz eines leicht verartbeitbaren Materials derart zusammengesetzt sein, daß sie mit üblichen, Handwerkern verfügbaren Werkzeugen verschnitten werden können. Im allgemeinen sind derartige Platten Sperrholzplatten vorzuziehen, weil sie nicht brennbar, durch Ungeziefer nicht zerstörbar und wetterfest sind.

Weil derartige Platten nach dem Aushärten der zementartigen Zusammensetzung kalt verformbar sind, können sie als ebene Platten zum Einsatzort versandt werden. Deshalb können die Versandkosten und die Lagerkosten und damit auch die Kosten für die Herstellung von Gegenständen daraus verringert werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung kalt verformbarer verstärkter Platten. Gemäß der Erfindung wird mindestens eine Schicht eines gewebten elastischen Verstärkungsmaterxals ausgebreitet. Eine zementartige Zusammensetzung mit einem Zurückhaltungsvermögen für Wasser wird vermischt. Beispielsweise wird hydraulischer Zement, ein Dispersionsmittel, ein Gelbildner und Wasser vermischt, um eine verformbare Zusammensetzung zu bilden, durch die die Verstärkungsschicht eingebettet wird. Eine zweite Schicht kann eng benachbart der oberen Oberfläche des Kerns angeordnet werden. Die gesamte Anordnung wird in Schwingungen versetzt, um eine Einhüllung zu gewährleisten, wonach die Zusammensetzung ausgehärtet wird. Ein derartiges Verfahren ist zur Herstellung

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gestapelter Platten in Massenproduktion geeignet.

Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale der Erfindung in einer verstärkten Platte zu sehen, deren Kern aus einer zementartigen Zusammensetzung besteht, die ein Zurückhaltungsvermögen für Wasser besitzt. Dieses Gemisch kann aus hydraulischem Zement, einem Dispersionsmittel, einem Gelbildner und Wasser bestehen. Mindestens eine gewebte Verstärkungsschicht ist in dem Kern in der Nähe mindestens einer dessen Oberflächen eingeschichtet. Das Zurückhaltungsvermögen für Wasser eines derartigen Gemische gewährleistet, daß die Verstärkungsschicht daran gut anhaftet. Das Gewebe oder Geflecht, aus dem die Verstärkungsschicht besteht, hat eine Zugspannung, die verträglich mit der Druckspannung bei einer Druckverformung des Plattenkerns ist, so daß eine Kaltverformung der Platte möglich ist. Die kalt verformbare verstärkte Platte wird dadurch hergestellt, daß mindestens eine gewebte Schicht vorgesehen wird, daß die Komponenten der Zusammensetzung vermischt werden, die aus hydraulischem Zement, einem Gelbildner, einem Dispersionsmittel und Wasser bestehen können. Die Gewebeschicht wird mit der Zusammensetzung umhüllt, so daß die Verstärkungsschicht angrenzend zu einer Oberfläche der nicht gehärteten Zusammensetzung angeordnet wird. Durch Vibrationen der Zusammensetzung kann erzielt werden, daß die Verstärkungsschicht vor dem Aushärten der Zusammensetzung umhüllt wird.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise gebrochen dargestellte Ansicht einer kalt verformbaren verstärkten Bauplatte gemäß der Erfindung in einem gewölbten Zustand nach einer Verformung ;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Bauplatte in Fig. 1 im ebenen Zustand;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Bauplatte in Fig. 1, wobei ein Oberflächenteil weggebrochen ist;

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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Bauplatte gemäß der Erfindung.in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Platte entsprechend Fig. 4 im ebenen Zustand;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Bauplatte entsprechend dem ersten Ausführungsbe ispie1;

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung einer Bauplatte entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines hohlzylindrischen Körpers, der aus einer Platte gemäß der Erfindung hergestellt ist; und

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 8.

Bei dem in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Bauplatte 10 gemäß der Erfindung ist ein Kern 12 aus einer Zusammensetzung mit einem hydraulischen Zement vorgesehen, der auf seinen beiden Oberflächen durch eine elastische gewebte Verstärkungsschicht 14 verstärkt ist. Jede Verstärkungsschicht 14 ist in dem Kern angeordnet, so daß ihre Oberfläche im wesentlichen mit der Außenfläche des Kerns fluchtet.

Der Plattenkern 12 besteht aus einer zementartigen Zusammensetzung, die ein Zurückhaltungsvermögen für Wasser besitzt, so daß praktisch kein oder nur ein geringes Ausströmen von Wasser erfolgt, um eine gute Anhaftung zwischen dem Kern und den Verstärkungsschichten zu gewährleisten. Dieses starke Zurückhaltungsvermögen für Wasser ist deshalb von besonderer praktischer Bedeutung. Die Verstärkungsschicht muß eng mit dem Plattenkern verbunden sein, wenn dadurch eine ausreichende verbleibende Verstärkung gewährleistet werden soll. Wenn ein Wasseraustritt aus dem Kern zugelassen wird, können sich linsenförmige oder sonstige dünne Wasserschichten in der Oberfläche

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der Platte ausbilden, wodurch die Grenzschicht der Platte geschwächt wird und die obere Verstärkungsschicht nur noch schlecht an dem Kern anhaftet. Ferner ist es wünschenswert, den Plattenkern so homogen wie möglich entlang dessen Dicke auszubilden.

Der Plattenkern kann aus wasserzurückhaltenden Zusammensetzungen gebildet sein, wie beispielsweise einem Schrumpfungen kompensierenden Zement, gesteuert abbindendem Zement, expandierendem Zement, oder durch Verwendung eines geringen Verhältnisses von Wasser zu Zement bei der Vermischung hergestellt werden kann. Es wurde festgestellt, daß eine zementartige Zusammensetzung aus hydraulischem Zement, vorzugsweise aus Portlandzement Typ III, einem Gelbildner, einem Dispersionsmittel und Wasser gut geeignet ist. Normalerweise wird auch ein Zuschlagstoff zugesetzt. Das gewünschte Zurückhaltungsvermögen für Wasser wird erzielt, wenn sowohl der Gelbildner als auch das Dispersionsmittel der Zusammensetzung in Mengen zwischen 0,05 und 1,5 Gewichtsprozent des hydraulischen Zements zugesetzt werden.

Geeignete im Handel verfügbare Gelbildner sind Hydroxyäthyl-Zellulose und methylierte Zellulose (Wz NATROSOL und METHOCEL).

Geeignete Dispersionsmittel sind Ligninsulfonate (beispielsweise Wz MARACON A, NOPCOSANT und LOMAR D). NOPCOSANT besteht aus sulfonisiertem Naphtalin, und LOMAR D aus einem stark polymerisierten Naphtalinsulfonat, das als Natriumsalz in den Handel gelangt. Die Anteile der der Zusammensetzung zuzumischenden Gelbildner und Dispersionsmittel können einjustiert werden. Vorzugsweise werden die Gelbildner und die Dispersionsmittel der Zusammensetzung in Mengen zwischen 0,1 und 0,5%, bezogen auf das Gewicht des Zements, zugesetzt. Die genaue Menge des Zusatzstoffs hängt von dem besonderen Anwendungszweck ab, der Art der Zusatzstoffe und dem verwandten Zement der Zusammensetzung, den Verfestigungsverfahren, den Endanforderungen an die betreffende Plattenkonstruktion, und von den relativen effektiven Konzentrationen der betreffenden Dispersionsmittel und Gelbildner. Beispielsweise sind Gelbildner und

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Dispersionsmittel in unterschiedlichen Konzentrationen und Viskositäten erhältlich. Um den geeigneten Anteil bei unterschiedlichen Gelbildnern und Dispersionsmitteln zu bestimmen, können einfache Versuche zur Bestimmung der relativen effektiven Konzentration der betreffenden Stoffe im Vergleich zu Stoffen mit bekannter Effektivität durchgeführt werden. Bei Verwendung eines Gelbildners wie NATROSOL 25OH beträgt der bevorzugte Anteil zwischen 0,1 und 0,75%, bezogen auf das Gewicht des Zements. Eine 2%ige Lösung des Gelbildners in Wasser hat eine Viskosität von etwa 30.000 Centipoise.

Bei Verwendung eines Dispersionsmittels wie LOMAR D finden vorzugsweise 0,1-0,75%, bezogen auf das Gewicht des Zements, Verwendung.

In Abhängigkeit von den thixotropen Eigenschaften der resultierenden zementartigen Zusammensetzung können die relativen Mengen des Zusatzstoffes.geändert werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Vorzugsweise werden etwa gleiche Mengen des Gelbildners und des Dispersionsmittels verwandt. Wenn jedoch eine überschüssige Thixotropie vorhanden ist, kann die Menge des Dispersionsmittels relativ zu der Menge des verwandten Gelbildners erhöht werden, um die Verarbeitbarke it der Zusammensetzung zu verbessern. Im allgemeinen liegt das Gewichtsverhältnis des Dispersionsmittels zu dem Gelbildner zwischen 1 : 1 und 2:1.

Weitere Zusatzstoffe für die zementartige Zusammensetzung können entsprechend der gewünschten Dichte der Bauplatte ausgewählt werden. Beispielsweise können leichte Zusatzstoffe wie expandierte Schlacke, Lehm, Schiefer oder Schieferton zugesetzt werden, um Beton mit einer Dichte zwischen etwa 0,28 kg/dm³ bis etwa 1,85 kg/dm³ (80-115 Pfund pro Kubikfuß) herzustellen. Sehr leichte Materialien wie Glaskügelchen mit geschlossenen Zellen und Kunststoffe wie Polystyrolkügelchen führen zu einem besonders leichten Beton mit einer Dichte von lediglich 0,32 kg/dm (20 Pfund pro Kubikfuß) im absolut trockenen Zustand. Zusatzstoffe mit einem Normalgewicht ergeben einen Beton mit einer Dichte zwischen etwa 2,24 und 2,47 kg/dm

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(140-155 Pfund pro Kubikfuß). Zusatzstoffe mit einem Normalgewicht sind beispielsweise Kalkstein, Quarz, Quarzit-Sandstein, Dolomit, Einschlußsteine, Granit und Kombinationen davon. Schwere Zusatzstoffe zur Herstellung von Beton mit hoher Dichtigkeit sind Bariumsulfate, Limonite, Magnetite, Ilemite, Lenotite, Stanzkörper aus Stahl, Schrotkugeln aus Gußeisen und Phosphoreisen. Bei den meisten Anwendungszwecken von Bauplatten finden jedoch leichte und sehr leichte Zusatzstoffe Verwendung, um eine Kompressionsspannung des Plattenkerns zu erzielen, die verträglich mit der Zugspannung der Verstärkungsschichten ist, wenn diese umgebogen werden sollen und die Fähigkeit aufweisen sollen, ohne Rißbildung beträchtlich deformiert zu werden.

Es ist ferner wünschenswert, eine Zusammensetzung für den Plattenkern zu verwenden, damit dieser beim Aushärten eine Zellenstruktur mit eingeschlossenen Luftbläschen aufweist. Durch eine derartige Zellenstruktur ergibt sich ein Plattenkern mit einem geringen Gewicht sowie mit verbesserten KaItverformungseigenschaften. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Zusammensetzung ein Schaumbildner in solchen Mengen zugesetzt, daß die Bauplatte eine bis zu etwa 70% betragende Zellenstruktur aufweist.

Die Verstärkungsschichten 14 bestehen aus einem elastischen gewebten Material mit einem Elastizitätsmodul (Dehnung) zwischen 2 · 1O⁶ Pfund/Quadratzoll und 10 - 10 Pfund/Quadratzoll. Um eine Verträglichkeit zwischen dem Plattenkern und den Verstärkungsschichten zu erzielen, sollte die Elongation der Verstärkungsschicht vorzugsweise mehr als das l,25fache der erwarteten Kompressionsspannung betragen, die bei der Verformung der Bauplatte auf den kleinsten Krümmungsradius zu erwarten ist. Wenn deshalb beim Umbiegen zu dem kleinsten Krümmungsradius eine Spannung von 1% in dem Plattenkern auftritt, ist die Elongation der Verstärkungsschicht größer als 1,25%. Ferner ist die Verstärkungsschicht zweckmäßigerweise aus laugebeständigem Material hergestellt, so daß Beschädigungen durch Reaktionen mit beispielsweise stark alkalischem Portlandzement und der zementartigen Zusammensetzung auf ein Minimum reduziert werden. Verstärkungsschichten aus überzogenem Fiberglas oder

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laugebeständigem Fiberglas wurden als zufriedenstellend erprobt. Bei Anwendungszwecken, bei denen die Platte im wesentlichen trocken bleibt oder nur für eine kurze Zeitspanne benutzt wird, kann nicht überzogenes Fiberglas verwandt werden. Wenn ferner ein stark aluminiumhaltiger Zement verwandt wird, kann eine nicht alkalibeständige Verstärkungsschicht verwandt werden.

In gewissen Fällen ist es wünschenswert, für die Kanten der Platte eine zusätzliche Festigkeit vorzusehen. Dies kann durch Verwendung von Verstärkungsschichten erzielt werden, die an den Kanten enger gewebt sind als im Zentrum, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der Anwendungszweck ferner eine zusätzliche Werstfestigkeit entlang des Umfangs der Platte erfordert, können die Fasern oder Stränge in Richtung der Umbiegung stärker als diejenigen ausgebildet werden, die senkrecht zur Richtung der Umbiegung verlaufen. Wenn eine größere Festigkeit erwünscht ist, können zusätzliche Verstärkungsschichten im Innenbereich der Platte vorgesehen werden.

Es wurde festgestellt, daß Platten mit den oben beschriebenen Eigenschaften, die eine Dicke von 3,2 mm (1/8 Zoll) aufweisen, auf einen Krümmungsradius von 152,4 mm (6 Zoll) umgebogen werden können. Platten mit einer Dicke von 4,8 mm (3/16 Zoll) können auf einen Krümmungsradius von 228,6 mm (9 Zoll) umgebogen werden, und solche mit einer Dicke von 6,4 mm (1/4 Zoll) auf einen Krümmungsradius von weniger als 3O5 mm (12 Zoll). Bei diesem Umbiegen treten sehr feine, gesteuerte und fast nicht wahrnehmbare Risse auf. Gewünschtenfalls können die Risse durch Überziehen der Oberfläche der Platte an der von dem Krümmungsradius entfernten Stelle mit einem polymeren Material wie Polyester oder Epoxyharz überzogen werden. Ein derartiger überzug verbessert auch die Eigenschaften der Platte, die dadurch praktisch wasserundurchlässig wird. Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele von Plattenausbildungen näher erläutert werden.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist ein Plattenkern 112 aus einer zementartigen Zusammensetzung der beschriebenen Art vorgesehen. Dabei ist jedoch nur

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eine Oberfläche des Plattenkerns durch eine elastische, gewebte Verstärkungsschicht 114 verstärkt. Zweckmäßigerweise wird diese Bauplatte derart gebogen, daß die Außenfläche der umgebogenen Platte diejenige Fläche ist, die durch die Verstärkungsschicht verstärkt wird.

Anhand der Fig. 6 und 7 soll ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauplatten näher erläutert werden. Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung enthält einen Tisch 22, der in Schwingungen versetzt werden kann, sowie einen Laufwagen 24, der längsverschiebbar über dem Tisch 22 angeordnet ist. Eine erste Zuführrolle 26, auf die eine Bahn der Verstärkungsschicht aufgewickelt ist, ist am vorderen Ende des Laufwagens 24 angeordnet. Ein Trichter 28 zum Auftragen der zementartigen Zusammensetzung, eine seitlich schwingende Abgleichschiene 30, eine zweite Zuführrolle 32 für eine zweite Verstärkungsschicht, sowie ein zweiter Trichter 34 sind hinter der ersten Zuführrolle 26 an dem Laufwagen 24 angeordnet. Seitliche Begrenzungen 33 verhindern das Abfließen von aufgetragenem Material über die Kante des Tische 22.

Eine Platte wird durch Bewegung des Laufwagens über den Tisch hergestellt, wobei gleichzeitig eine erste Verstärkungsschicht von der ersten Zuführrolle 27, eine Schicht aus der zementartigen Zusammensetzung aus dem Trichter 28 auf diese Verstärkungsschicht aufgetragen wird, eine Glättung der Zusammensetzung der oszillierenden Abgleichschiene 30 erfolgt, eine zweite Verstärkungsschicht von der Rolle 32 aufgetragen wird, sowie eine Aushärtungskomponente zur Freigabe der Haftung aus dem Trichter 34 zugeführt, welches Material unter der Handelsbezeichnung WATER SEAL erhältlich ist. Die gesamte Vorrichtung wird dann in Schwingungen versetzt, um die Verstärkungsschichten in die Zusammensetzung einzubetten. Schließlich erfolgt eine Härtung der Platte beispielsweise mit Hilfe eines schnell abbindenden Zemente in der zementartigen Zusammensetzung, wobei die Platte in Luft in etwa 30 Minuten ausgehärtet werden kann.

Die Aushärtungskomponente für die Haftungsfreigabe er-

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möglicht, daß zur Herstellung der nächsten Platte sofort eine Auftragung auf die vorhergehende Platte unmittelbar nach dem anfänglichen Abbinden erfolgen kann, indem die erwähnten Verfahrensschritte mit Hilfe des Laufwagens 27 wiederholt werden. Ein derartiges Herstellungsverfahren zur Herstellung gestapelter Platten ermöglicht eine optimale Nutzung der Herstellungsvorrichtung.

Wenn die Platten ausreichend ausgehärtet sind, können sie auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden. Wahlweise können Platten mit einer Dicke von weniger als 9,5 mm auf eine Trommel aufgewickelt werden und in dieser Form zum Versand gebracht werden. Sie können dann am Einsatzort zu der gewünschten Länge zugeschnitten werden, um die Menge von anfallenden Abfallstücken zu verringern.

Die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung einer Platte entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 und 5, bei der eine einzige Verstärkungsschicht vorgesehen ist. Diese Vorrichtung enthält einen Laufwagen 124, an dem nur eine einzige Zuführwalze 132 für eine bahnförmige Verstärkungsschicht angeordnet ist. Die Rolle 132 ist vor dem Trichter 128 angeordnet, der zur Zufuhr der Zusammensetzung dient. In entsprechender Weise ist ferner eine Abgleichschiene 130 und ein Trichter 134 für die genannte Komponente vorgesehen. Das Verfahren zur Herstellung einer Platte mit einer einzigen Verstärkungsschicht entspricht dem oben beschriebenen Verfahren, jedoch mit der Ausnahme, daß eine obere Verstärkungsschicht nicht nach dem Auftragen der zementartigen Zusammensetzung aufgelegt wird.

Im folgenden sollen einige spezielle Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

In einem ersten Versuch wurden Platten mit unterschiedlichen Verstärkungsdichten und folgenden zementartigen Zusammensetzungen hergestellt;

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Bestandteile Menge

Zement 7.257,55 g

Dispersionsmittel (LOMAR D) 12,7 g

Gelbildner (NATROSOL 25OH) 12,7 g

Wasser 3.120,75 g

Zusatz zur Erreichung von

Lufteinschlüssen (PALMOLIVE-

Liquid) 54,6 ml

Gelbildner und Dispersionsmittel werden in gleichen Mengen vorgesehen und betragen jeweils 0,175% des Gewichts des Zements.

Bauplatten, die mit dieser Zusammensetzung hergestellt wurden, hatten' die folgenden Eigenschaften:

Tabelle 1

1. Platte No. 12 3

2. Plattengröße 152mmx6,4mm 152mmx6,4mm ' 152mmx6,4mm

χ 168mm χ 168mm χ 168mm

3. Obere Verstärkungsschicht 2532 7608 2532

4. Zugfestigkeit
der oberen Verstärkungsschicht

(lb/in) 325 425 405

5. Untere Verstärkungsschicht 2532 2532 2532

6. Zugfestigkeit
der unteren Verstärkungsschicht

(lb/in) 405 405 405

7. Unter Spannung gesetzte Plattenseite obere obere obere

8. Umbiegedurchmesser

der Platte 610mm 610mm 610mm

9. Anmerkungen: mit beträchtli- ohne weiteres mit Schwierig

ehe m Aufwand verbiegbar keiten ververbiegbar biegbar, Ver

stärkungsschicht ausgefallen

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Die Verstärkungsschichten sind von der Fa. Burlington Glass Fabrics Company, New York, USA, unter den genannten Bezeichnungen verfügbar. Die Zugfestigkeit der in Längsrichtung und seitlich verlaufenden Fasern sind unterschiedlich je nach deren Anordnung der Platte und in Abhängigkeit von der Webart. Die in Längsrichtung verlaufenden Fasern der Verstärkungsschicht besitzen im allgemeinen eine größere Zugfestigkeit als die in seitlicher Richtung verlaufenden Fasern. Deshalb besitzen derartige Verstärkungsschichten zwei unterschiedliche Zugfestigkeiten, eine in der Längsrichtung und die andere in seitlicher Richtung. Die in Tabelle 1 angegebene Zugfestigkeit ist diejenige in Längsrichtung der Verstärkungsschicht, die in Richtung der Biegung in jeder Platte verläuft.

Ferner' besitzen alle Verstärkungsschichten in diesem und in den folgenden Ausführungsbeispielen einen Elastizitätsmodul durch Dehnung in dem oberen Teil des Bereichs von 2 χ IO bis IO χ 10 lb/in , so daß die Platten kalt verformbar sind.

In jedem Fall wurde die Verstärkungsschicht gut anhaftend mit der Oberfläche des Plattenkerns verbunden, der ein gutes Festhaitungsvermögen für Wasser besitzt. Die am leichtesten auf kleine Durchmesser verbiegbare Platte 2 war mit einer Verstärkungsschicht mit verdrillten Fäden verstärkt (Burlington Typ 7608). Die äußeren beiden Platten wurden mit Verstärkungsschichten verstärkt, deren Fäden nicht verdrillt waren.

Die Platte 1 wurde auf einen Durchmesser von 610 mm mit einer Kraft verbogen, die gleich 75% der maximalen Zugfestigkeit der gespannten Verstärkungsschicht betrug. Die Platte 2 war leichter auf diesen Durchmesser als die Platte 1 zu verbiegen und zeigte kleinere Risse. Die Platte 3 wurde ebenfalls auf diesen Durchmesser verbogen, wobei jedoch die obere Verstärkungsschicht beschädigt wurde.

Beispiel 2

In einem zweiten Versuch wurden Platten mit Verstärkungsschichten unterschiedlicher Eigenschaften verstärkt, wobei die

folgende zementartige Zusammensetzung Verwendung fand:

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Bestandteile Menge

Zement 4.422,57 g

Leichter Zuschlagstoff
(SOLITE) 4.422,57 g

Dispersionsmittel (LOMAR D) 7,25 g

Gelbildner (NATROSOL 25OH) 7,25 g

Wasser 2.286,13 g

Zusatz zur Erreichung von
Lufteinschlüssen (PALMOLIVE-Liquid) 40,0 ml

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wurdender Gelbildner und das Dispersionsmittel in gleicher Menge vorgesehen, jeweils 0,175% der Zusammensetzung in Gewichtsprozent des Zements.

Die folgende Tabelle betrifft die Eigenschaften derartiger Platten.

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1. Platte No.

Tabelle 2

	2.	Plattengröße	152mmx6,4mm	■152mmx6,4mm	152mmx6,4mm	152mmx6,4mm
			xl68mm	xl6 8mm	xl68mm	xl68mm
	3.	Typ der oberen Ver
		stärkungsschicht	2532	2532	P-932O-5O	7608
	4.	Zugfestigkeit der
		oberen Verstärkungs
O		schicht (lb/in)	325	405	230	425
co 00	5.	Untere Verstärkungs
Ca)		schicht	2532	253-2	2532	2532
O
*"-**	6.	Zugfestigkeit der un
O		teren Verstärkungs
*\JLJ* -J		schicht (lb/in)	405	405	405	405
to

7. Unter Spannung gesetzte Plattenseite obere

8. Umbiege durchmesser der

Platte 610mm

9. Anmerkungen:

schwierig umzubiegen. Verstärkungsgewebe wurde beim Umbiegen beschädigt

obere

610mm

Beschädigungen traten auf bei der maximalen Umbiegung

obere

610mm

Verstärkungsschicht wurde
beschädigt

obere

610mm

leicht umzubiegen, Beibehaltung des Durch- kj messers bei Frei--»j gäbe der Biege- CD kraft K)

CD CX) Ui

Das Gewebe wurde gut anhaftend mit dem Plattenkern aus der zementartigen Zusammensetzung mit gutem Zurückhaltungsvermögen für Wasser verbunden. Nur die Platte 4 wurde mit einer verdrillten Verstärkungsschicht verstärkt.

Die Platten 1 und 2 wurden auf einen Durchmesser von 610 mm umgebogen. Die Verstärkungsschicht in Platte 1 fiel aus und die Verstärkungsschicht in Platte 2 begann auszufallen. Die Platte 4 konnte einfach auf 610 mm Durchmesser umgebogen werden und blieb bei der Freigabe in der umgebogenen Form.

Beispiel 3

Bei einem dritten Versuch wurde die folgende Zusammensetzung verwandt:

Bestandteile Menge

Zement 7.493,42 g

Dispersionsmittel (LOMAR D) 13,11 g

Gelbildner (NATROSOL 25OH) 13,11 g

Wasser 2.998,27 g

Zusatz zur Erreichung von

Lufteinschlüssen (PALMOLIVE-

Liquid) 52,45 ml

Auf 19 mm zerhackte Fasern

aus Fiberglas 114,31 g

Gelbildner und Dispersionsmittel wurden jeweils mit 0,175 Gewichtsprozent des Zements zugesetzt und die zerhackten Fasern in einer Menge von 1,52 Gewichtsprozent des Zements mit einem Volumenverhältnis von 0,75% zu dem Volumen der zementartigen Zusammensetzung.

Eigenschaften daraus hergestellter Platten sind in der folgenden Tabelle enthalten.

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Tabelle 3

1. Platte No.

2. Plattengröße

3. Typ der oberen Verstärkungsschicht

4. Zugfestigkeit der oberen Verstärkungsschicht (lb/in)

5. Untere Verstärkungsschicht

6. Zugfestigkeit der unteren Verstärkungsschicht (lb/in)

7. Unter Spannung gesetzte Plattenseite

8. Umbiege durchmesser der Platte (mm)

9. Anmerkungen:

152mmx6,4mm xl68mm	152mmx6,4nun xl68mm	152mmx6,4mm xl68mm	152mmx6,4mm xl68mm
2532	2532	P-932O-5O	7608
325	405	230	425
2532	2532	2532	2532
405	405	405	405
obere	obere	obere	obere

610

leicht umzubiegen

457

leicht umzubiegen

610

leicht umzubiegen

610

leicht umzubiegen, Beibehaltung des Durchmessers nach dem Umbiegen

O K) O

ΙΑ«-

Die Verstärkungsschichten waren eng anhaftend mit dem Plattenkern verbunden. Auch in diesem Fall war die Platte 4 mit einem verdrillten Gespinst als Verstärkungsschicht verstärkt.

Alle Platten konnten bei diesem Versuch erfolgreich auf 610 mm Durchmesser verbogen werden. Die platte 2 wurde dabei allmählich auf einen Durchmesser von 457 mm verbogen. Die Platte 4 behielt ihre Form nach beendeter Ausübung der umbiegenden Kraft bei.

Beispiel 4

Zur Bestimmung der Festigkeit derartiger Platten wurden ebenfalls Versuche durchgeführt.· Dabei wurden folgende zementartige Zusammensetzungen verwandt:

Mischung No. 1

Bestandteile

Zement Dispersionsmittel (LOMAR D) Gelbildner (NATROSOL 25OH) Wasser

Menge

782 g 0,87 g 0,87 g 311,5 g

Mischung No. 2 Bestandteile

Zement Dispersionsmittel (LOMAR D) Gelbildner (NATROSOL 25OH) Wasser

Menge

8.297,38 g 5,18 g 5,18 g 3.296,22 g

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ti

Mischung No. Bestandteile

Zement Dispersionsmittel (LOMAR D) Gelbildner (NATROSOL 25OH) Wasser

Sehr leichter Zuschlagstoff (Styrolenschaum-Glaskügelchen wurden anstelle von Lufteinschlüssen verwandt) Menge

8.524,70 g 14,92 g 14,92 g 3.409,88 g

3.730 cm"

Mischung No. Bestandteile

Zement Dispersionsmittel (LOMAR D) Gelbildner (NATROSOL 25OH) Wasser

Zusatz zur Erreichung von Lufteinschlüssen (PALMOLIVE-Liguid) Menge

4.319,18 g 7,56 g 7,56 g •1.818,60 g

32 ml

Mischung No. Bestandteile

Zement Dispersionsmittel (LOMAR D) Gelbildner (NATROSOL 25OH) Wasser

Zusatz zur Erreichung von Lufteinschlüssen (PALMOLIVE-Liquid) Menge

2.727,90 g 4,77 g 4,77 g 1.5OO,35 g

30 ml

Mit diesen Zusammensetzungen hergestellte Platten ergaben die folgenden Ergebnisse bei der Bestimmung ihrer Festigkeit:

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Tabelle 4

Platte No.
Mischung No. Plattengröße

Plattendichte (lb/c.f.)

Obere Verstärkungsschicht (Typ)

Untere Verstärkungsschicht (Typ)

Zugfestigkeit der oberen Verstärkungsschicht (kg/cm2)

Zugfes t igke it der unteren Verstärkungsschicht (kg/cm2)

Versuchs-Bogenweite (nun)

Ausfallbelastung (kg)
Ausbiegung (mm) SchlieBliche Betonspannung (kg/cm2) Spannung der Verstärkungsschicht (Ib Art des Ausfalls

152mrox3,2mtn x241mm

123

7500/38

2500/38

31,6

152mmx9,5mm x457mm

119

2532

28,5

152mmxl9mm x457mm

83,5

2532

28,5

152nimxl9mm
x457mm

93

2532

28,5

152mmx4,8mm x914mm

2532

28,5

31,6	28,5	28,5	28,5	28,5
203	406	431	406	229
16,8 12,7	61,6 35	197,5 12,7	190,7 19	60,3 25,4
330	267	190	155	335
/in) 131 Verstärkungs schicht	239 Anhaftung	414 Verstärkungs schicht	350 Verstärkungs schicht	248 Kompression

Es ist ersichtlich, daß derartige Platten im Vergleich zu anderen Platten wie Sperrholz sehr gute Eigenschaften besitzen.

Fig. 8 zeigt einen Zylinder 60, der aus einer Bauplatte gemäß der Erfindung durch Umbiegen wie bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen hergestellt werden kann. Ein derartiger Zylinder kann als Rohr, als Trommel für eine Kabelrolle oder als Tank und sonstige Gegenstände dieser Art Verwendung finden. Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch durch die Befestigung des Zylinders. Die betreffenden Enden 62 und 64 der Platte werden überlappt und miteinander durch einen abdichtenden Klebstoff 66 befestigt. Die Bolzen 68 können durch entsprechende Öffnungen in den sich überlappenden Enden eingesetzt und verschraubt werden, um gewünschtenfalls die Festigkeit zu erhöhen. In gewissen Anwendungsfällen reicht die Befestigung durch Schraubenbolzen, so daß keine Verklebung erforderlich ist.

Derartige Bauplatten sind auch für viele andere Zwecke verwendbar. Beispielsweise können sie für Ruts.chen, Dachverkleidungen, Trennwände, gewölbte Zäune und andere Betonformen Verwendung finden. Die Platten zur Herstellung der betreffenden Gegenstände können entweder als ebene Platten oder als Rollen gespeichert werden und am Benutzungsort zusammengebaut werden, oder wenn der Gegenstand benutzt werden soll. Deshalb ist es sehr wirtschaftlich, derartige Gegenstände zu lagern und zu versenden.

Die Platten können in einer ebenen oder nahezu ebenen Ausbildung verwandt werden und durch die Verwendung eines leichten, nicht zerbröckelnden Zements ergeben sich Deformationseigenschaften, die genauso gut oder sogar besser als bei Sperrholz oder dergleichen Materialien sind. Bei der Verwendung derartiger ebener oder nahezu ebener Platten muß die Verstärkungsschicht nicht so elastisch wie in denjenigen Fällen sein, in denen eine Kaltverformung in einem beträchtlichen Ausmaß erfolgen soll. Bei der Herstellung ebener Platten gewährleistet die Zusammensetzung des Zements mit Zurückhaltungsvermögen für Wasser (derartige Zusammensetzungen sind an sich bekannt - US-PS 3 762 9J7),

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daß eine sehr starke Haftung zwischen der Matrix und der VerstMrkungsschicht auf den Oberflächen der Platten erzielt werden kann.

Unter Kaltverformung ist bei den obigen Ausführungen
zu verstehen, daß die Platten nach dem Aushärten und Abbinden der Plattenmatrix zu gewölbten Konfigurationen deformiert werden können.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

(1.J Bauplatte, bestehend aus einer zementartigen Zusammensetzung mit einer darin eingebetteten Verstärkungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die zementartige Zusammensetzung einen Zuschlagstoff und eine oder mehrere Komponenten zur Bewirkung eines Zurückhaltungsvermögens für Wasser in der Zusammensetzung enthält, daß zumindest eine gewebte Verstärkungsschicht eng angrenzend an eine Oberfläche des Plattenkerns angeordnet ist, wobei das Zurückhaltungsvermögen der Zusammensetzung für Wasser ermöglicht, daß ein derartig geringes Wasserausströmen erfolgt, daß eine Ausbildung eines linsenförmigen Wasserkörpers angrenzend an die Verstärkungsschicht verhindert ist.
2. Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschicht aus einem elastischen Material mit einem Dehnungs-Elastizitätsmodul zwischen 140.600 und 703.000 kg/cm (2 χ 10 bis 10 χ 10 lbs/in²) gewählt ist.
3. Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschicht (14) aus einem gegen Alkalien beständigen Material besteht, das. gegen alkalische Bestandteile der Zusammensetzung beständig ist.
4. Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie öhre wesentlichen Verlust mechanischer Festigkeit in eine gewölbte Form kalt verformbar ist, daß die Verstärkungsschicht auf der von dem Krümmungsradius entfernten Seite der verformten Platte liegt, und daß die Elongation der Verstärkungsschicht mehr als das l,25fache der Kompressionsspannung bei Kaltverformung in eine Formgebung mit einem minimalen Krümmungsra-

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dius beträgt.
5. Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschicht im Kantenbereich enger als im zentralen Bereich gewebt ist (Fig. 3) .
6. Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zementartige Zusammensetzung einen hydraulischen Zement, ein Dispersionsmittel, einen Gelbildner und Wasser enthält.
7. Bauplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Gelbildners O,05-1,5 Gewichtsprozent des hydraulischen Zements in der Zusammensetzung beträgt.
8. Bauplatte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e kennze ichnet, daß der Anteil des Dispersionsmittels 0,05-1,5 Gewichtsprozent des hydraulischen Zements in der Zusammensetzung beträgt.
9. Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zementartige Zusammensetzung ein Reagenz zur Ausbildung von Lufteinschlüssen enthält, um die Kaltverformbarkeit der Platte durch Erhöhung der Kompressions-Druckverformbarkeit zu verbessern.
10. Bauplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzstoffs zur Erzielung ναι Lufteinschlüssen so groß ist, daß das Zellenvolumen 70% des Gesamtvolumens beträgt.
11. Bauplatte nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch g e kennze ichne t , daß sie nach dem Abbinden in eine gewölbte Form ohne Verlust an mechanischer Festigkeit kalt

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verformbar ist, daß in dem Plattenkern mindestens ein Zusatzstoff zur Ausbildung oder zum Einschluß von Luftbläschen enthalten ist, um eine Kompression des Plattenkerns zu ermöglichen, und daß eine Verstärkungsschicht nahe angrenzend zu beiden Oberflächenseiten der Platte vorgesehen ist.
12. Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente zur Verursachung des Zurückhaltungsvermögens für Wasser ein Gelbildner ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Bauplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kennze ichnet, daß eine zementartige Zusammensetzung mit einem Zurückhaltuhgsvermögen für Wasser auf einen Formtisch aufgetragen wird, daß eine erste Verstärkungsschicht aus gewebtem elastischem Material auf die Oberseite der abgebundenen Zusammensetzung aufgelegt wird, daß die Zusammensetzung in Schwingungen versetzt wird, um die Verstärkungsschicht nah angrenzend an die Oberfläche der durch den Tisch begrenzten Zusammensetzung zu umhüllen, und daß die Zusammensetzung, in der die Verstärkungsschicht eingebettet ist, ausgehärtet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennmittel nach dem Auflegen der Verstärkungsschicht aufgetragen wird, und daß danach eine weitere auf der ersten Platte liegende zweite Platte hergestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch g e kennze ichnet, daß eine zweite Verstärkungsschicht aus elastischem gewebtem Material auf die Formtischoberfläche vor dem Auftragen der Zusammensetzung aufgelegt wird.

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16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennmittel auf die Strukturoberfläche nach dem Auflegen der Ver^tärkungsschicht aufgebracht wird, und daß weitere Platten aufeinanderfolgend in übereinanderliegenden Lagen hergestellt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung durch Vermischung von hydraulischem Zement, einem Gelbildner, einem Dispersionsmittel und Wasser hergestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Gelbildners 0,05-1,5 Gewichtsprozent des hydraulischen Zements in der Zusammensetzung beträgt.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Dispersionsmittels in der Zusammensetzung 0,05-1,5 Gewichtsprozst des hydraulischen Zements beträgt.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung mindestens ein Mittel zur Ausbildung und zum Einschluß von Luftbläschen enthält.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge dieses Zusatzstoffs mindestens so groß ist, daß das Zellenvolumen bis zu 70% des Plattenvolumens beträgt.

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