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Titel: Schalldämmende Platten
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Bes chreibun Die Erfindung betrifft schalldämmende Platten aus expandiertem
Perlit und einem Bindemittel, welches aus einem Zement und einem flüssigen Kautschuklatex
bestand, mit hervorragenden Schalldämmeigenschaften, die auch in feuchtem Zustand
beibehalten werden.
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Die erfindungsgemäßen schalldämmenden Platten werden zu Isolierwänden
Seite an Seite angeordnet.
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Poröse schalldämmende Werkstoffe aus leichten Materialien werden bereits
weitgehend angewandt In der Hauptsache verwendet man für sie expandierten Perlit.
Solche Platten zeichnen sich durch bessere Haltbarkeit aus gegenüber anderen Produkten,
in denen als schallabsorbierendes Material Textilien oder Fasermaterial aus Glaswolle,
Gesteinswolle oder dgl. angewandt wird.
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Sie lassen sich anwenden ohne der Notwendigkeit von kastenartigen
Rahmen.
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Expandierter oder geschäumter Perlit zeichnet sich durch besonders
geringes Gewicht aus. Ein solches Produkt bietet sich als schallschluckendes Material
an. Darüberhinaus läßt es sich zu porösen Gegenständen mit Hilfe eines Bindemittels
verarbeiten.
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Schalldämmende Gegenstände auf der Basis von Mineralfaser zeigen hohe
Schalldämmung von zumindest 80 % über einen breiten
Frequenzbereich.
Das schalldämmende Material besteht aus einem leichten Aggregat wie Perlit oder
dgl., zeigt jedoch keine so hohe Schalldämmung. Schalldämmende Gegenstände auf der
Basis von leichten Aggregaten wie Perlit erhalten nicht wieder ihre guten Eigenschaften
zurück, wenn diese unter feuchten Bedingungen verschlechtert worden sind (Regen)
im Rahmen von Außenanwendungen.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Nachteile von perlithaltigem
Schalldämmmaterial zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß man als Bindemittel einen Zement verwendet, so daß die damit erhaltenen schalldämmenden
Gegenstände ihre gute Schalldämmung über weite Frequenzbereiche auch in nassem oder
feuchtem Zustand beibehalten können.
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Das Zement-Bindemittel nach der Erfindung hat bessere Eigenschaften
hinsichtlich Wasserauf andere organische oder anorganische Bindemittel vermögen,
wodurch in feuchter Umgebung die Schalldämmung der erfindungsgemäßen Gegenstände
nicht absinkt.
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Zement besitzt hohe spezifische Dichte, was für die Handhabung des
schalldämmenden Materials unzweckmäßig ist. Darüberhinaus sind schalldämmende Platten
auf der Basis von Perlit mit Zement Bindemittel schwer zu formen und haben daher
bis jetzt noch keinen Eingang in die Praxis gefunden.
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Gegenstand derErfindung sind nun schalldämmende Platten auf der Basis
von Perlit gebunden mit einem Zement-Bindemittel mit hohem vermögen Schallschluck
von zumindest 70 % über einen Frequenzbereich von 0,5 bis 2 kHz im trockenen wie
auch im feuchten Zustand. Diese erfindungsgemäßen Platten können verarbeitet werden
zu schalldämmenden Wänden, wofür man keinen Mörtel benötigt und die Montage ein
Minimum an Zeit und Arbeit erfordert.
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Die erfindungsgemäßen Platten sind aufgebaut aus einem Gemisch,indem
auf 1 dm3 expandierten Perlitpulver mit einer Körnung 0,1 bis 7 mm 100 bis 140 g
nahme und -festhalten als
Zement, ein flüssiger Kautschuklatex mit
einem Feststoffgehalt von 5 bis 20 g und einer entsprechenden Wassermenge, wobei
diese Masse in eine entsprechende Metallform eingegossen, mit einem Preßverhältnis
1,1 bis 1,3 formgepreßt wird und schließlich diese geformte Platte gehärtet wird.
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Diese Platten können verschiedene Arten von schallabsorbierenden Vertiefungen
mit einem Durchmesser von 20 bis 50 mm und einer Tiefe von 30 bis 90 mm aufweisen.
Das Verhältnis der Gesamtfläche der Vertiefungen zu der Gesamtfläche der Platte
soll höchstens 40 96 sein.
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Stirn- oder Auf dieser Platte kann sich noch an der/Sichtfläche ein
verstärkender Uberzug befinden, welcher aus expandiertem Schiefer mit einer Schüttdichte
von 0,7 bis 1,5 besteht und an der Platte mit Hilfe eines anorganischen Bindemittels
gebunden wird, so daß nach dem Härten eine integrale Verbindung zwischen Platte
und Uberzug besteht.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Platten besteht darin, daß
die schalldämmenden Aggregate aus expandiertem Schiefer mit einer Körnung von 0,1
bis 5 mm und expandiertem Perlit mit einer Körnung von 0,1 bis 7 mm in einem (Volumen-)
Verhältnis von 0,4 bis 2,5 besteht und auf 1 dm3 120 bis 160 g Zement, Kautschuklatex
mit einem Füll -korn stoffgehalt von 5 bis 20 g. Aucn diese Ausführungsform der
erfindungsgemäßen schalldämmenden Platte kann Vertiefungen mit einem Durchmesser
von 20 bis 50 mm und einer Tiefe von 30 bis 90 mm aufweisen, wobei das Flächenverhältnis
der Vertiefungen zu der Gesamtfläche höchstens 40 % sein soll.
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Die erfindungsgemäßen Platten werden zu Isolierwänden montiert mit
Hilfe einer Vielzahl von in gleichem Abstand voneinander und sich vertikal erstreckender
End- und Mittelträger, deren unterer Teil in die Unterlagen oder das Fundament eingebettet
* einer Seitenfläche eine Nut befindet .., Die erfindungsgemäßen Platten sind an
den Seitenflächen mit Nuten ausgestattet. Sie *ist und auch an zumindçqd
werden
Seite an Seite in horizontaler und vertikaler Richtung angeordnet. Eine Vielzahl
von im gleichen Abstand voneinander und sich horizontal erstreckende obere, mittlere
und untere Verstärkungsplatten sind zumindest an einer Fläche mit einer Leiste (Feder)
versehen, die einzugreifen vermag in die Nuten der erfindungsgemäßen Platten. Die
beiden Enden greifen mit Erhebungen in die Nuten der Träger ein. Die erfindungsgemäßen
Platten werden also Seite an Seite zwischen den Trägern in horizontaler Richtung
angeordnet und über die verstärkenden Zwischenplatten zwischen den oberen und unteren
verstärkenden Platten in vertikaler Richtung.
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Für obige Isolierwände verwendet man zweckmäßigerweise schalldämmende
Platten nach der Erfindung, deren Aggregat aus expandiertem Schiefer mit einer Körnung
von 0,1 bis 5 mm und expandiertem Perlit mit einer Körnung von 0,1 bis 7 mm in einem
Verhältnis von 0,4 bis 2,5 unter Verwendung von 120 bis 160 g Zement, Kautschuklatex
mit 5 bis 20 g Feststoffgehalt hergestellt worden sind.
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Die Erfindung wird nun durch folgende Figuren weiter erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Aufriß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
schalldämmenden Platte; Fig. 2 einen Querschnitt nach II-II nach Fig. 1; Fig. 3
zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Platte
und Fig. 4 eine weitere Variation; Fig. 5 ist ein Querschnitt über V-X nach Fig.
4; Fig. 6 ist ein Querschnitt einer aufgeständerten Gleisanlage und zeigt die Anordnung
der erfindungsgemäßen Platten; *besteht und die
im Querschnitt Fig.
7 zeigt/einen säulenartigen schalldämmenden Körper, ausgeschnitten aus einer Platte
nach Fig. 2 auf einer Prüfmaschine zur Bestimmung der Abriebbeständigkeit der erfindungsgemäßen
Platten; Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Platte
für den Verbau in schallisolierenden Wänden; Fig. 9 und 10 zeigen perspektivische
Ansichten der End- und Mittenträger für den Einbau der erfindungsgemäßen Platten
entsprechend Fig. 8; Fig. 11 und 12 zeigen perspektivische Ansichten der unteren
und mittleren Verstärkungsplatten für den Einbau der erfindungsgemäßen Platten nach
Fig. 8 zur Herstellung von Isolierwänden; Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform
der mittleren verstärkenden Platte nach Fig. 12; Fig. 14 zeigt in perspektivischerAnsicht
die Montage der schallisolierenden Wand mit Hilfe der erfindungsgemäßen Platten
nach Fig. 8, der Träger nach Fig. 9 und 10 und der verstärkenden Platten nach Fig.
11 und 12; Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht einer vollständig zusammengebauten Isolierwand;
Fig. 16 eine Detailansicht nach XVI-XVI aus Fig. 15 und Fig. 17 zeigt in perspektivischs
Ansicht die Montage der Isolierwand an einer bestehenden schallisolierenden Wand.
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Eine erfindungsgemäße Platte nach Fig. 1 und 2 hat die Abmaße 0,5
x 0,5 m x 100 mm. An der Stirnfläche besitzt sie eine Vielzahl von Vertiefungen
2 mit einem Durchmesser zwischen 20 und 50 mm und einer Tiefe zwischen 30 und 90
mm. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Arten von Vertiefungen, nämlich mit 30
mm
x x 40 mm und 30 mm 0 x 80 mm gezeigt. Das Verhältnis der Fläche
der Vertiefungen zur Gesamtfläche der Platte ist höchstens 40 %0 Die Dicke der Platte
ist zum Teil abhängig von der Schallschluckfähigkeit . Je dicker die Platte , umso
besser ist die Schalldämmung. Die größte Materialstärke in der Größenordnung von
120 mm ergibt sich unter Berücksichtigung der Herstellungskosten und dgl.,während
sich die geringste Materialstärke in der Größenordnung von 80 mm aus den Anforderungen
der Schalldämmung über weite Frequenzbereiche ergibt.
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Haben alle Vertiefungen 2 gleiche Größe und geringe Tiefe, beruht
die Schalldämmung für die hohen Frequenzen auf den Vertiefungen und für die niederen
Frequenzen auf der Art des Plattenmaterials, so daß sich die Schalldämmung in den
mittleren Frequenzbereichen als gering erweist.
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Sind die Vertiefungen alle gleich und tief, so beruht die schalldämmende
Wirkung im niederen Frequenzbereich auf den Vertiefungen und es ist möglicherweise
vermieden die Verringerung der Schalldämmung für. die mittleren Frequenzen. Die
erfindungsgemäßen Platten werden jedoch klein im Volumen, so daß die Schalldämmung
aufgrund der Werkstoffeigenschaften der Platte teilweise durch Wasseraufnahme verringert
werden kann. Versuche ergaben, daß die Kombination von zwei verschiedenen Vertiefungen,
nämlich 30 mm EI x 40 mm und 30 mm 0 x 80 mm (Fig. 1 und 2) ein Optimum an Schallschluckvermögen
ergeben.
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Als expandierten Perlit bevorzugt man expandierten Obsidian mit einer
Körnung von 0,1 bis 7 mm. Besonders geeignet ist ein expandierter Perlit, dessen
mittlere Körnung 3,5 mm ist. Wenn im wesentlichen die maximale Körnung 2,8 mm ist,
so ist der Abstand zwischen den Teilchen in der Platte gering und folglich das Schallschluckvermögen
über niedere Frequenzen kleiner und die Wasseraufnahme in feuchter Umgebung extrem
groß, wodurch die Schallschluckeigenschaften herabgesetzt werden können.
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Ist hingegen die Körnung zumindest 4mm und man verwendet ein sehr
weitgehend expandiertes oder geschäumtes Material, so verschlechtert sich die mechanische
Festigkeit der Platten. Durch einen übermäßig großen Abstand zwischen den Teilchen
kommt es auch zu einer Verringerung des Schallschluckvermögens. Zunehmender Expansionsgrad
steigert die Aufnahmefähigkeit für Wasser und birgt daher die Gefahr der zunehmend
verringerten Schallschluckung in nassem Zustand in sich.
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Erfindungsgemäß wird nun der Perlit obiger Körnung gemischt mit Zement
und Kautschuklatex und die Masse unter optimalen Bedingungen bei einem Kompressionsverhältnis
von 1,1 bis 1,3 verpreßt, wodurch man eine schallschluckende Platte mit einem bevorzugten
Abstand zwischen den Teilchen und hoher Schallschluckeigenschaften erhält.
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100 bis 140 g Zement werden mit 1 dm3 Perlit gemischt;bei weniger
als 100 g Zement ist die Bindung zwischen den Perlitteilchen ungenügend und damit
die Festigkeit der Platte nicht zufriedenstellend. Darüberhinaus wird das Schallschluckvermögen
bei hohen Frequenzen über 1 kHz geringer. Wird mehr als 140 g Zement angewandt,
so verringert sich der Abstand zwischen den Perlitteilchen und damit auch die Eigenschaft
der Wasserzurückhaltung und die vergrößerte Wasseraufnahmefähigkeit führt zu einem
wesentlichen Absinken der Schallschluckfähigkeit bei niederen Frequenzen.
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Erfindungsgemäß wird dem Perlit ein flüssiger Kautschuklatex zugesetzt,
so daß dessen Feststoffgehalt 5 bis 20 g ausmacht.
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Dieser Kautschuklatex verhindert unter den gegebenen Bedingungen die
Verschlechterung des Schallschluckvermögens von erfindungsgemäßen Platten über die
niederen Frequenzen auch in feuchtem Zustand. D.h. durch den Kautschuklatex erfolgt
eine schnellere er Abgabe des Wassergehalts aus der feuchten Platte und setzt die
Fähigkeit des Zementes,Wasser zurückzuhalten,herab. Damit wird die Verringerung
des Abstands zwischen den Perlitteilchen verhindert. Einige Kautschuklatices verstärken
die Bindung zwischen
den Perlitteilchen und erhöhen damit die mechanische
Festigkeit der Platte Wenn der Anteil an Kautschuklatex groß ist, so wird die Wasseraufnahme
der Platte geringer und die Schallschluckfähigkeit über niedere Frequenzen in feuchtem
Zustand sinkt weniger ab.
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Es ist daher notwendiglden entsprechenden Anteil an zuzusetzendem
Kautschuklatex zu definieren. Im allgemeinen wird vorgezogenlgeringe Latexmengen
anzuwendenlund dafür den Anteil an Zement größer zu machen, damit eine Verringerung
der Schallschluckfähigkeit verhindert wird. Es wird jedoch bevorzugtlden Zementanteil
klein und den Kautschuklatexanteil groß zu halten, um die Schallschluckfähigkeit
bei niederen Frequenzen zu verbessern.
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Bei der Herstellung der schalldämmenden Platten nach der Erfindung
wird zuerst Zement den Perlitteilchen zugesetzt, diesem Gemisch gibt man Kautschuklatex
verdünnt mit entsprechenden Mengen an Anmachwasser zu. Die Masse wird dann in die
Metallform gefüllt und unter Druck geformt. Zweckmäßigerweise erfolgt das Formen
auf einem Schwingtisch oder dgl., um die Masse einzurütteln. Bei der Bemessung des
Chargenvolumens ist das Verpressungsverhältnis von 1,1 bis 1,3 für die angestrebte
Plattenstärke zu berücksichtigen. Wirkt der Preßdruck auf die Rückseite der Platte
ein, so erreicht.man optimalen Abstand zwischen den Teilchen und hohe Schallschluckfähigkeit
über breite Frequenzbereiche.
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Diese geformte Platte wird dann an feuchter Luft oder unter Dampf
gehärtet.
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Aus obigem ergibt sich, daß man die üblichen Perlit-Isolierplatten
mit Zementbindung aus den aufgezeigten Nachteilen nicht Eingang in die Praxis gefunden
haben. Um diese Nachteile auszuschließen, wird erfindungsgemäB das Verhältnis in
der Zusammensetzung und das Kömpressionsverhältnis der Ausgangsmaterialien entsprechend
gewählt, so daß man ein hohes Schallschluckvermögen über ein weites Frequenzband
erhält, wobei sich die erfindungsgemäßen Platten anstelle von solchen auf der Basis
anorganischer
Fasermaterialien anwenden lassen und der Einsatz
mit einem Minimum an Zeit und Arbeit möglich ist.
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Erfindungsgemäße Platten nach den Fig. 1 und 2 werden in folgendem
Beispiel näher-erläutert.
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Beispiel 1 Es wurden mehrere Platten mit einer Stärke von 100 mm aus
den in Tabelle 1 zusammengestellten Ausgangsmaterialien hergestellt und Jede Platte
an der Stirnfläche mit Vertiefungen, 30 mm x 40 mm und 30 mm x 80 mm,versehen. Aus
diesen Platten wurden Körper von 97 mm x 100 mm Stärke ausgeschnitten, in denen
sich die Arten von zwei Vertiefungen befanden und nun an diesen Prüfkörpern das
Schallschluckvermögen bei senkrechtem Schalleinfall auf die Stirnfläche der Prüfkörper
ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt0 Die Platten selbst
wurden hergestellt, indem das Ausgangsgemisch in einer Metallform eingerüttelt und
die geformte Platte unmittelbar danach ausgeformt wurde. Diese wurde dann 3 h bei
90 0C in Dampfatmosphäre gehärtet.
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Tabelle 1
| Vergleich |
| Probe Nr. Nr. |
| 1 2 3 4 5 6 7 1 2 |
| Perlit (cm³) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 |
| Zement (g) 100 120 120 120 140 120 120 120 140 |
| Kautschuk(g) |
| latex-Fest- 20 5 9 12 10 9 9 - - |
| stoffe |
| Preßverhält- |
| nis 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,20 1,30 1,25 1,25 |
T a b e l l e 2
| Schallschluckvermögen (%) |
| trocken feucht |
| Vergleich Vergleich |
| Probe Nr. Probe Nr. |
| Nr. Nr. |
| 1 2 3 4 5 6 7 1 2 1 2 3 4 5 6 7 1 2 |
| 250 41 41 42 42 43 40 44 41 42 22 21 22 24 21 22 20 19 16 |
| 315 57 59 60 60 61 57 63 59 60 35 34 35 36 34 36 33 31 28 |
| 400 77 79 80 79 79 78 83 79 78 53 50 52 54 49 54 49 47 42 |
| 1/3 Octave |
| 500 99 99 99 98 97 100 96 100 98 76 72 74 77 72 77 70 68 64 |
| 630 93 95 94 94 92 92 96 94 91 100 95 96 98 96 99 92 99 99 |
| (Hz) |
| 800 83 86 86 87 88 84 90 86 87 72 79 78 76 78 74 82 73 77 |
| 1000 91 98 99 99 100 92 100 98 100 84 83 84 83 85 81 84 83
84 |
| 1250 99 92 91 93 92 100 94 91 91 100 99 100 98 99 98 97 100
100 |
| 1600 87 88 89 91 93 89 92 89 90 92 92 92 90 89 90 90 90 92 |
| 2000 90 96 94 94 97 91 95 97 96 90 94 91 93 87 89 86 84 85 |
| Wasser- |
| 9,8 13,7 12,6 11,1 11,0 10,9 13,1 15,3 16,1 |
| aufnahme |
Für die Bestimmung der Werte an feuchten Platten wurden die Proben 24 h in Wasser
getaucht, dann herausgenommen und 1 h an der Luft gehalten. Die Wasseraufnahme errechnet
sich, indem man vom Gewicht der nassen Platte das Gewicht der trockenen Platte abzieht
und den erhaltenen Wert durch das Volumen dividiert und den Quotienten mit 100 multipliziert.
Die Wasseraufnahme wird in Vol.-% angegeben.
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Aus der Tabelle 2 ergibt sicn das hohe Schallschluckvermogen über
weite Frequenzbereiche für sowohl trockene als auch feuchte erfindungsgemäße Platten.
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Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Platten nach Fig. 3
besteht der untere Teil 3 aus perlithaltiger Masse und die verstärkende Deckschicht
4 in der Hauptsache aus expandiertem Schiefer. Die ganze Platte 1 ist porös und
luftdurchlässig.
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In den Fig. 4 und 5 ist eine Ausführungsform der Platte 1 gezeigt,
in deren verstärkende Deckschicht schallschluckende Vertiefungen 2 eingearbeitet
sind.
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Bevorzugt soll die Plattenstärke zwischen 80 und 120 mm liegen.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 haben die Vertiefungen
folgende Maße: QI 20 bis 50 mm, Tiefe 30 bis 90 mm, die Gesamtfläche der Vertiefungen
macht höchstens 40 ffi der Plattenfläche aus.
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Die expandierten Perlitteilchen der Platte 3 haben eine Körnung 0,1
bis 0,7 mm und ein Schüttgewicht von 0,07 bis 0,25, vorzugsweise 0,1 bis 0,15. Auf
1 dm3 Perlitteilchen benötigt man zur Bindung 100 bis 140 g Zement.
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Die verstärkende Deckschicht 4 besteht im wesentlichen aus expandiertem
Schiefer mit einer Schüttdichte von 0,7 bis 1,5 und einer Körnung von maximal 7
mm.
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Die Perlitteilchen erhält man durch Ekpandieren oder Verschäumen und
Sintern von Perlit, Obsidian oder dgl. Ein solches Material hat ein Schüttgewicht
von (bulk specific gravity) 0,07 bis 0,25.
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Das (SchUtt-) spezifische Gewicht der verstärkenden Deckschicht 4
ist 2 bis 10-mal höher als das der Perlitteilchen, wodurch sich eine Verbesserung
der mechanischen Festigkeit ergibt. Der expandierte Schiefer aus der verstärkenden
Deckschicht 4 hat jedoch ungünstige Wasseraufnahmeeigenschaften, so daß man für
die Deckschicht 4 auf 1 dm3 expandierten Schiefer oder dgl.
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140 bis 180 g Zement benötigt, Also mit anderen Worten etwas mehr
Zement als zum Binden von Perlitteilchen erforderlich ist.
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Durch weitere Steigerung des Bindemittelanteils läßt sich auch die
Festigkeit der Deckschicht 4 erhöhen, Jedoch geht dies auf Kosten des Schallschluckvermögens.
Aus diesem Grund ist es nicht zweckmäßig, mit dem Bindemittelanteil zu hoch zu gehen.
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In die Deckschicht 4 kann man auch eine geringe Menge von leichten
Aggregaten wie Perlitteilchen einbringen, um die Bindung zwischen den verstärkenden
Aggregaten zu veibessern. Das Verhältnis von leichtem Aggregat zu verstärkendem
Aggregat sollte höchstens 1, vorzugsweise höchstens 0,4 betragen.
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Wird das leichte Aggregat mit Hilfe von Zement gebunden, so kann man
eine bestimmte Menge einer Emulsion eines Polymeren zusetzen, um die Bindungsfähigkeit
des Zementes zu erhöhen. In diesem Fall soll vorzugsweise das Verhältnis Emulsion/Zement
5 bis 20 Gew.-Teile:'Feststoffe der Emulsion auf 100 Gew.-Teile Zement betragen.
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Diese Emulsion für die Deckschicht beeinflußt im wesentlichen nicht
die Schallschluckfähigkeit einer solchen Platte, so daß man solche Ausführungsformen
bevorzugt. Anstelle des expandierten Schiefer für die Deckschicht 4 kann man verschiedene
synthetische Leichtaggregate mit einem Schüttgewicht von 0,7 bis 1,5, wenn nötig,
anwenden.
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Sowohl für die Platte selbst als auch für die Deckschicht wird das
Ausgangsgemisch getrennt hergestellt und dann in eine Metallform hintereinander
eingefüllt, so daß sich nach dem Verpressen und Härten eine integrale Bindung zwischen
den beiden Materialien ausbildet.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, ist es nicht zweckmäßig die Dicke der Deckschicht
4 L2 wesentlich größer als die Materialistärke der Platte 3 zu machen, um die Schallschluckeigenschaften
beizubehalten. Das Verhältnis L2/L1 soll < 1 sein. Andererseits ist es schwer
bei einem zu kleinen Verhältnis L2/L1Idiese beiden Materialien zu einem integralen
Körper zu verbinden. Bevorzugt wird ein Verhältnis L2/L1 zwischen 0,2 und 0,4.
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Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Platte nach Fig0 4 und 5
besitzt hohe Schallschluckeigenschaften aufgrund des Perlits in der Platte 3 und
hervorragende Festigkeit aufgrund der schieferhaltigen Deckschicht, so daß sich
ein derartiges Baumaterial hervorragend für die Schallisolierung in öffentlichen
Gebäuden aufgrund der schallschluckenden Eigenschaften, Festigkeitseigenschaften
und Dauerhaftigkeit eignet.
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Die Druckfestigkeit der erfindungsgemäßen hatte mit einer Deckschicht
im Sinne der Fig, 4 und 5 wurde verglichen mit der Platte nach Fig0 1 und 2. Diese
Untersuchungen rben, daß die Druckfestigkeit der mit Deckschicht versehenen Platte
(Fig. 4, 5) 2 bis 10 mal größer ist als die der Platte alleine (Fig0 1, 2).
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Die erfindungsgemäße Platte mit Deckschicht besitzt eine solche Dauerhaftigkeit,
daß sie einer Abnutzung durch Fußgänger Widerstand zu leisten vermag0 Man kann also
derartige verstärkte erfindungsgemäße Isolierplatten nicht nur an Seitenwänden von
Straßen, insbesondere aufgeständerten Straßen 5, montieren, sondern auch als Decke
nahe dem Gleisbereiji, wie in Fig, 6 gezeigt, wo sich die erfindungsgemäßen Platten
in großem Umfang einsetzen lassen.
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Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Platten nach Fig. 4, 5 ist
in Beispiel 2 weiter erläutert.
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Beispiel 2 Eine Platte 1 nach Fig. 4/5 , 0,5 x 0,5 m x 100 mm, wurde
aus einem Ausgangsgemisch nach Tabelle 3 hergestellt. Auf der Oberseite wurden Vertiefungen
40 mm # x 60 mm vorgesehen. Aus der Platte wurde ein Stück 97 mm ç x 100 mm geschnitten
und etwa in der Mitte mit Vertiefungen versehen. An diesem Prüfkörper wurde die
Schall- Absorptionsfähigkeit für senkrecht einfallenden Schall ermittelt. Zum Vergleich
diente die gleiche Platte mit 100 mm Stärke, jedoch ohne Deckschicht0 Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 4 zusamnrnngefaßt. Die PrUfkörper zur Bestimmung der Naß eigenschaften
wurden 24 h in Wasser gelegt, dann aus dem Wasser genommen und 1 h an der Luft belassen.
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Der nach Tabelle 3 verwendete Perlit hatte eine Körnung 1 bis 7 mm
und eine Dichte von 0,14; der Schiefer 2 bis 7 mm und eine Dichte von 1,4.
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Tabelle 3
| Probe Nr. Vergleich |
| 1 2 3 4 5 - |
| Dicke |
| (mm) 80 80 80 60 60 100 |
| Platte 3 Zement/ |
| 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 |
| Perlit |
| Dicke |
| 20 20 20 40 40 |
| Verhältnis |
| Perlit/ |
| Deck- Schiefér 0/10 2/8 2/8 0/10 2/S |
| schicht 4 |
| Verhält- |
| nis Zement: |
| Perlit + 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 |
| Schiefer |
| Gew.-Ver- |
| hältnis |
| SBR-Latex: 0 0 10 0 10 |
| Zement |
T a b e l l e 4
| Schallschluckvermögen (%) |
| trocken feucht |
| Probe Nr. Vergleich Probe Nr. Vergleich |
| 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 |
| 250 36 33 28 40 39 35 16 16 20 14 21 19 |
| 315 57 48 43 65 63 50 22 21 35 24 27 25 |
| 1/3 Octave 400 85 80 72 92 89 82 38 37 64 39 57 44 |
| 500 99 98 96 94 96 99 70 77 99 74 98 74 |
| (Hz) |
| 630 82 90 87 79 82 89 95 96 80 81 79 89 |
| 800 80 82 77 75 77 84 84 85 72 72 70 75 |
| 1000 84 91 80 84 82 86 76 77 84 70 73 74 |
| 1250 99 99 98 99 98 98 98 98 96 99 99 98 |
| 1600 79 85 84 90 85 84 84 95 80 80 81 76 |
| 2000 76 78 70 72 76 80 70 71 69 70 72 78 |
Wie sich aus den Ergebnissen der Tabenne 4 ersehen läßt, ist die
Verschlechterung der Schallschluckeigenschaften durch die Deckschicht gering. Das
Schallschluckvermögen über einen weiten Frequenzbereich von 0,5 bis 2 kHz beträgt
zumindest 70 5' und liegt damit Über dem des Vergleichsproduktes ohne Deckschicht.
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In Abwandlung der oben beschriebenen Platten kann man anstelle von
nur Perlit auch ein Gemisch von Perlit und expandiertem Schiefer anwenden, wobei
das Verhältnis Schiefer zu Perlit 0,4 bis 2,5 betragen kann; man benötigt 120 bis
160 g Zement und Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 20 g und entsprechendes
Anmachwasser. Bei dieser Ausführungsform bevorzugt man als Perlitteilchen Obsidian
mit einer Körnung 0,1 bis 7 mm und einer Dichte von 0,12 bis 0,2. Dieser expandierte
Perlit ist als hartes, schweres Produkt im Handel. Der expandierte Schieferton hat
vorzugsweise eine Körnung von 0,1 bis 5 mm und eine Dichte von 0,7 bis 1,3.
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Das Schallschluckvermögen von Perlit ist besser als das von expandiertem
Schiefer, während die mechanische Festigkeit von expandiertem Schiefer besser ist
als die von Perlit. Der expandierte Schiefer verhält sich hinsichtlich der Wasseraufnahme
nicht so günstig wie Perlit, so daß man durch die Anwendung von expandiertem Schiefer
eine geringere Abnahme der Schallschluckeigenschaften in nassem Zustand beobachtet.
Unter Bercksichtigung der Vor- und Nachteile des Perlits und Schiefers soll der
Anteil von Schiefer zu Perlit 0,4 bis 2,5 betragen im Hinblick auf die verbesserte
mechanische Festigkeit der Platte.
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Liegt das Verhältnis unter 0,4, so stellt man gegenüber einer reinen
Perlit-Platte keine Verbesserung fest. Ist jedoch das Verhältnis größer als 2,5,
so wird das Preßformen schwierig und die Schallschluckeigenschaften der Platte werden
zunehmend schlechter.
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Die benötigte Zementmenge ist 120 bis 160 g auf 1 dm3 Aggregate.
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Bei geringerem Zementanteil wird das Schallschluckvermögen der
Platte
bei hohen Frequenzen schlechter und die Bindung zwischen den Aggregaten geringer,
so daß es zu keiner Verbesserung der Festigkeit kommt. Ist hingegen der Zementanteil
ueber der angegebenen Grenze, so wird die Bindung zwischen den Aggregatteilchen
fest und damit eine Verbesserung der Festigkeit der Platte möglich, jedoch wird
der Abstand zwischen den porösen Teilchen des Aggregats zunehmend größer und damit
auch die Schallaufnahmefähigkeit Bei dieser Ausführungsform bevorzugt man die Anwendung
eines Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 20 g und entsprechendem
Bindevermögen. Dieser Kautschuklatex dient zur Bindung der Aggregate und zur Wasserabweisung
in feuchter Umgebung, so daß die Schalldämmung der Platte im nassen Zustand zerlegen
ist der einer üblichen Platte auf der Basis von Perlit.
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Je größer der Anteil an zugesetztem Kautschuklatex, umso weitgehender
wird die Festigkeit der Platte verbessert. Bei der Bemessung der zuzusetzenden Kautschuklatexmenge
ist der Abstand zwischen den Aggregatteilchen in Betracht zu ziehen.
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Um eine Verschlechterung des Schallschluckvermögens der Platte zu
verhindern, bevorzugt man als obere Grenze für den Kautschuklatex einen geringeren
Anteil mit steigendem Zementanteil. Werden zu 1 dm3 Aggregat 140 g Zement zugesetzt,
so kann man als obere Grenze für den Kautschuklatex 16 ge bezogen auf dessen Feststoffgehalt,
rechnen. Man kann jedoch auch die Aggregate formen ohne Zusatz des Kautschuklatex.
In diesemFall bröseln die Aggregate leicht aus und das Schallschluckvermögen der
Platte in feuchtem Zustand wird bei tiefen Freq@azen geringer.
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Bei der Herstellung der obigen erfindungsgemäßen Platten wird Perlit
mit expandiertem Schiefer, vorzugsweise in einem Trommelmischer, gemischt und diesem
Gemisch Zement zugesetzt. Dieser Masse wird dann eine entsprechende Menge von Anmachwasser
und verdünntem Kautschuklatex zugesetzt und das ganze gut gerührt und schließlich
in eine Metallform gegossen und zu einer Platte geformt.
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Auch hier ist ein Einrütteln in die Form zweckmäßig.
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Die auf diese Weise erhaltenen Platten zeichnen sich durch gute Festigkeit
und hohes Schallschluckvermögen aus, nachdem sie an feuchter Luft oder Dampf gehärtet
worden sind.
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Wie auch bei den Platten nach Fig. 1 und 2 kann man das Schallschluckvermögen
für weite Frequenzbereiche durch Vertiefungen mit 20 bis 50 mm 0 und 30 bis 90 mm
Tiefe verbessern.
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Es wurde eine Platte mit einer Stärke von 100 mm mit Vertiefungen
30 mm x 40 mm und 30 mm ç x 80 mm hinsichtlich des Schallschluckvermögens von senkrecht
einfallendem Schall geprüf-t und festgestellt, daß in feuchtem Zustand zumindest
70 % innerhalb des Frequenzbereichs von 0,5 bis 2 kHz vernichtet werden.
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Bei dieser Ausführungsform werden die physikalischen Eigenschaften
von expandiertem Schiefer und Kautschuklatex sowie die exakte Auswahl des Verhältnisses
von Zement und Aggregat dahingehend ausgenutzt, daß man hohe Schalldämmwerte und
Festigkeit, insbesondere eine um das 2 bis 10fach höhere Druckfestigkeit als die
von üblichen schalldämmenden Platten erreichen kann, wobei die mit der Anwendung
von Perlit in derartigen Platten verbundenen Nachteile vollständig vermieden sind.
Diese Ausführungsform nach der Erfindung eignet sich also besonders für Außenanwendungen
und ist darüberhinaus auch gegenüber dem Verschleiß durch Fußgänger beständig. Man
kann sie also als schalldämmende Fußbodenverkleidung im Eisenbahnbereich anwenden.
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Diese Ausführungsform wird anhand des Beispiels 3 noch weiter erläutert.
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Beispiel 3 Platten mit einer Stärke von 100 mm wurden aus Massen nach
Tabelle5 hergestellt und mit Vertiefungen 30 mm QI x 40 mm und 30 mm 91 x 80 mm
versehen. An einem Prüfkörper, 97 mm 91 x 100 mm, mit zwei Arten von Vertiefungen
in der Mitte wurde das Schallschluckvermögen
für senkrecht einfallenden
Schall bestimmt und in Tabelle 6 zusammengefaßt. Bei der Herstellung der Platten
wurde auch in die Form eingerüttelt und ein Preßverhältnis von 1,25 angewandt. Nach
dem Härten während 3 h bei 900C in Dampfatmosphäre ergaben sich die folgenden Werte.
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Tabelle 5
| Probe Nr. gleich |
| 12 3 4 5 6 7 |
| 1Perlit (cm³) 700 500 400 300 500 500 500 1000 |
| Aggregat |
| | (cm³)300 500 600 700 500 500 500 |
| Zement (g) 140 140 140 140 120 120 160 140 |
| Kautschuklatex- |
| 14 14 14 14 5 20 16 14 |
| Feststoffe (g) 14 14 14 14 5 20 16 14 |
T a b e l l e 6
| Schallschluckvermögen (%) |
| trocken feucht |
| Probe Nr. Probe Nr. |
| Ver- Ver- |
| 1 2 3 4 5 6 7 gleich 1 2 3 4 5 6 7 gleich |
| 250 49 48 47 45 50 48 45 49 24 23 23 21 24 23 20 24 |
| 315 71 70 69 67 72 70 68 70 34 33 32 30 35 33 29 35 |
| 400 89 87 86 84 90 88 89 88 62 60 59 55 61 59 50 62 |
| 1/3 Octave |
| 500 98 98 98 97 97 100 99 99 97 96 95 93 100 97 89 98 |
| 630 90 92 93 94 90 92 91 91 86 85 87 90 85 85 82 85 |
| (Hz) |
| 800 79 78 77 76 77 78 80 79 76 75 75 74 72 74 72 76 |
| 1000 82 80 79 77 80 81 84 83 77 76 75 73 70 75 70 78 |
| 1250 98 99 97 96 100 98 99 99 99 100 98 97 97 98 98 99 |
| 1600 90 90 88 86 93 90 90 92 87 86 84 80 79 84 80 88 |
| 2000 85 83 83 80 86 88 79 84 77 75 77 75 72 74 71 78 |
Aus der Tabelle 6 ergibt sich, daß mit steigendem Anteil an Schiefer
das Schallschluckvermögen etwas absinkt. Dieses Absinken ist nicht so groß, als
daß man Werte von Platten aus nur Perlit (Vergleich) erreicht. Darüberhinaus wird
durch den expandierten Schiefer die Dichte des Aggregats vergrößert, jedoch ist
der Einfluß aufgrund des Schiefers nur gering. Vorteilhaft wirkt sich der Schiefer
auf die Eigenschaften in nassem Zustand aus.
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Beispiel 4 Es wurde die Druckfestigkeit an einer Probe nach Beispiel
3 bestimmt und die Werte in Tabelle 7 zusammengefaßt. Die PrUfmaschine war eine
"Instron testing machine" mit einer Kopfgeschwindigkeit von 10 mm/min.
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Tabelle 7
| Probe Nr. Ver- |
| 1 2 3 4 5 6 7 gleich |
| Druckfestig |
| keit 9,1 19 31 68 16 20 27 7,2 |
| (kg/cm²) |
Aus der Tabelle 7 ergibt sich, daß die Anwendung großer Mengen von expandiertem
Schiefer zu einem bemerkenswerten Anstieg der Druckfestigkeit der Platten führt.
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Beispiel 5 Die Beständigkeit der Oberfläche der Platte wurde auf einer
Prüfmaschine entsprechend Fig. 7 ermittelt. Der Prüfkörper aus der Platte 1 hatte
einen Durchmesser von 97 mm und eine Höhe von 100 mm (Beispiel 3) und hatte zwei
Arten von Vertiefungen 2 aufzuweisen, nämlich 30 mm 'x 40 mm bzw. 30 mm 91 x 60
mm. Dieser Prüfkörper ruhte auf einem Rost 6 aus Polyurethankautschuk auf, welcher
auf dem Schlitten 7 befestigt ist. Der Prüfkörper wurde mit einer bestimmten Last
beaufschlagt und dann
der Schlitten 7 100 mal wie durch die Pfeile
in Fig. 7 angedeutet hin und her bewegt. Dabei wurden die abgefallenen Teilchen
und der Verschleiß bestimmt.
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Tabelle 8
| Probe Nr. Ver- |
| 1 2 3 4 5 6 7 gleich |
| Anzahl der |
| 1 0 0 0 0 0 0 1 |
| Teilchen |
| Verschließ (g) 14 1,1 0,8 0,3 1,8 0,7 0,7 32 |
Aus Tabelle 8 geht hervor, daß durch die Anwendung großer Anteile an Schiefer die
Abriebfestigkeit der Oberfläche wesentlich verbessert werden kann. Solche Platten
eignen sich also besonders als Hauptbauelement für Isolierwände. Solche Isolierwände
werden nun anhand der Fig. 8 bis 17 weiter erläutert.
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Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Platte 1, deren Seitenflächen 1b
mit Nuten la versehen sind.
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Fig. 9 und 10 zeigen die Träger 2d21. Der Träger 20 dient als Abschluß
der beiden Enden einer Isolierwand und weist eine Nut 2a auf.
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Der Träger 21 ist ein mittelständiger Träger und weist auf den beiden
Seiten Nuten 2a auf. Die Träger 20/21 können aus einem Eisenwerkstoff oder Beton
bestehen, wobei Beton wegen der höheren Dauerhaftigkeit bevorzugt wird.
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Aus den Fig. 11 und 12 entnimmt man die Verstärkungsplatten 30 bzw.
31. Die Verstärkungsplatte 30 wird am Fundament und am oberen Abschluß der Isolierwand
vorgesehen und weist auf der oberen Fläche eine Leiste 3a auf, welche einzugreifen
vermag in die Nut
1a der Platte 1.An den beiden Schmalseiten finden
sich Erhebungen 3b zum Eingriff in die Nuten 2a der Träger 20,21. An der Rückseite
der Platte 30 befindet sich eine nach oben stehende Leiste 3c. Kehrt man die Platte
30 um, so kann sie als oberster Abschluß für die Isolierwand dienen.
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Die in Fig. 12 gezeigte mittlere Verstärkungsplatte 31 wird zwischen
zwei übereinander angeordneten Platten 1 vorgesehen und unterscheidet sich von der
Verstärkungsplatte 30 darin, daß die Leisten 3a und 3c sich nach oben und unten
erstrecken und die Leiste 3c hinten und vorne vorhanden sein kann.
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Die Platten 30,31 können Betonformteile mit Innenverstärkung durch
Eisenstäbe sein. Die Montage der Platten 1, Träger 20,21 und Verstärkungsplatten
30,31 geschieht in folgender Weise: Wie in Fig. 14 gezeigt, werden zuerst die Träger
20,21 im Abstand voneinander angeordnet und einfundamentiertlwie durch die unterbrochenen
Linien angedeutet. Dann werden zwischen die Träger 20,21 die unteren Verstärkungsplatten
30 auf das Fundament so angeordnet, daß die Leiste 3a nach oben weist.
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Die Erhebungen 3b an beiden Enden der Platte 30 greifen in die Nuten
2a der Träger20,21 ein.
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In Fig. 14 sind die Nuten 2a ununterbrochen gezeigt, sie können jedoch
unterteilt werden in eine Anzahl vonStUcken, in denen eine die untere Verstärkungsplatte
30 so eingreift, daß eine Verschiebung vermieden wird.
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Auf die untere'Verstärkungsplatte 30 werden dann schalldämmende Platten
1 Seite an Seite angeordnet, deren Nuten 1a in Eingriff gebracht werden mit der
Leiste 3a an der oberen Seite der unteren Verstärkungsplatte 30. Hinter den Platten
1 und zu diesen parallel wird eine Platte 40 zur Unterbrechung der Schall-Leitung
angeordnet, die aus Schiefer oder Beton bestehen kann. Es ist aber auch möglich,
zuerst die Platte 40 und dann die. Platten 1 zu montieren.
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Auf diese Plattenreihe werden nun die mittleren Verstärkungsplatten
31 vor den Platten 40 angeordnet.
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Diese Vorgangsweise wird wiederholt, indem reihenweise die Platten
1 und die mittleren Verstärkungsplatten 31 montiert werden.
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Auf die oberste Reihe der Platten 1 werden zum Abschluß die oberen
Verstärkungsplatten 30 mit Eingriff des Stegs 3a in Nut Ia aufgelegt. Auf diese
Weise läßt sich eine schalldämmende Wand beliebiger Länge und Höhe überall dort
vorsehen, wo keine schallisolierende oder schalldämmende Wand vorhanden ist, wobei
das Minimum an Zeit und Arbeitsaufwand von Bedeutung ist. Die auf diese Weise erhaltene
schallisolierende Wand ist in Fig. 15, 16 gezeigt.
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Für die Montage benötigt man keinen Mörtel oder dgl. Die Seitenflächen
der Platten 1 können beispielsweise mit einem Mörtel, Binder oder Verputz versehen
werden, um die Festigkeit der Wand zu erhöhen.
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Soll eine Schallschluckwand vor einerbestehendenschalldämmenden Wand
50 (Fig. 17) vorgesehen werden, so übernimmt die Wand 50 die Funktion der Platte
40 aus Fig. 16 und die Verstärkungsplatten 30, 31 brauchen keine hinteren-Stege
3c (Fig. 11 bis 13). In diesem Fall werden die Träger 20,21 an der bestehenden Schalldämmenden
Wand 50 mit Bolzen 60 oder dgl. fixiert.
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Der Vorteil der obigen erfindungsgemäßen Isolierwand besteht darin,
daß sie nicht aus Metall sondern aus einem anorganischen Material besteht und damit
das Problem des Rostens vermieden ist. Ein weiterer Vorteil ist die Montage der
erfindungsgemäßen Platten ohne einen Mörtel, so daß diese Montage schnell und ohne
besonderen Aufwand stattfinden kann und sich auch eignet für bestehende Straßen
und Schienenwege.
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L e e r s e i t e