DE2832787C2 - Schalldämmende und schalldämpfende Bauplatten - Google Patents

Schalldämmende und schalldämpfende Bauplatten

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Description

2. Bauplatte, hergestellt durch Preßformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßformen I
unter einem Preßverhältnis von 1,1 bis 13 zu 1 vorgenommen worden ist
Die Erfindung betrifft eine schalldämmende und schalldämpfende Bauplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Poröse schalldämmende und schalldämpfende Bauteile aus Leichtbaustoffen werden bereits weitgehend angewandt In der Hauptsache verwendet man dafür 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 dergleichen angewandt wird. Sie lassen sich ohne der Notwendigkeit von kastenartigen Rahmen anwenden. Schalldämmende Bauteile auf der Basis von Mineralfasern zeigen hohe Schalldämmung von zumindest 80% über einen breiten Frequenzbereich. Bekannte Bauteile aus einem Leichtbaustoff wie Perlit zeigen jedoch keine so hohe Schalldämmung und behalten ihre guten Eigenschaften bei Außenanwendungen nicht bei, da diese in feuchtem Zustand viel schlechter sind. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 18 52 216 sind schallschluckende Bauplatten aus einer haufwcrk sporigen Mischung von Zuschlagstoffen und Bindern bekannt Der Zuschlagstoff kann z. B. Perlit mit einem Raumgewicht von 60 bis 200 kg/m3 und der Binder Zement sein. Bei einem Mischungsverhältnis Zuschlagstoff/ Binder von 1 :1 bis 1 :6 ergeben sich Raumgewichte für die Bauplatte von 300 bis 600 kg/m3. Perlit wird mit abgestuften Körnungen, z. B. 8 bis 2 mm und 2 bis 4 mm, angewandt Die Sichtfläche der bekannten Bauplatten soll völlig eben sein, während die Rückseite Vertiefungen aufweist, die gegen die Hinterfütterung ein Luftkissen bilden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Festigkeit derartiger Bauteile für selbsttragende Platten nicht ausreicht sondern eine aufwendige und schwere Haltekonstruktion erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schalldämmende und schalldämpfende Bauplatte, die im trockenen wie auch nassen Zustand eine gute Schalldämmung bzw. -dämpfung über weite Frequenzbereiche besitzt und über lange Zeit selbst bei Außenanwendung beibehält und eine solche Festigkeit besitzt, daß sie ohne aufwendige Tragkonstruktionen zu Isolierwänden verbaut werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das Schallschluckvermögen der Bauplatte beträgt zumindest 70% über einen Frequenzbereich von 0,5—2 kHz im trockenen wie auch im feuchten Zustand. Die erfindungsgemäßen Bauplatten lassen sich ohne Mörtel und mit einem Minimum an Zeit und Arbeit verlegen.
Im unteren Bereich der vorgeschlagenen Korngröße für Perlit ist der Abstand zwischen den Teilchen in der Bauplatte gering. Dadurch wird das Schallschluckvermögen bei niedrigen Frequenzen verringert. Ferner ist die Wasseraufnahme in feuchter Umgebung extrem groß, wodurch ebenfalls das Schallschluckvermögen herabgesetzt werden kann. Liegt hingegen die Korngröße im oberen vorgeschlagenen Bereich und ist der Zuschlagstoff sehr weitgehend expandiert oder geschäumt, so wird hierdurch die Festigkeit der Bauplatten verringert. Zuneh mender Expansionsgrad der Zuschlagstoffe steigert die Wasseraufnahmefähigkeit ebenfalls und birgt daher die Gefahr der Verschlechterung der akustischen Eigenschaften in nassem Zustand in sich.
Die Perlitteilchen erhält man durch Expandieren oder Verschäumen und Sintern von Perlit, Obsidian oder dergleichen. Sie weisen ein Schüttgewicht von 0,07—0,25 g/cm3 auf. Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Bauplatte sind nach einer ersten Ausführungsvariante 100—140 g
Zement je dm3 Perlit sowie ein Zusatz von Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von 5—20 g vorgesehen.
Bei weniger als 100 g Zement ist die Bindung der Perlitteilchen ungenügend und damit die Festigkeit der Bauplatte nicht zufriedenstellend und das Schallschluckvermögen bei Frequenzen > 1 kHz gering. Bei mehr als 140 g Zement verringert sich das Schallschluckvermögen bei niedrigen Frequenzen in Folge vergrößerter Wasseraufnahmefähigkeit.
Die mit dem Zusatz von Kautschuklatex erreichte Kautschukbindung verhindert die Verschlechterung der akustischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Bauplatten bei niederen Frequenzen auch in feuchtem Zustand, wobei durch die Kautschukbindung eine schnellere Abgabe des Wassergehalts aus der feuchten Bauplatte und die Fähigkeit des Zements, Wasser zurückzuhalten, herabgesetzt wird. Die Kautschuklatices verstärken auch die Bindung zwischen den Perlitteilchen und erhöhen damit die Festigkeit der Bauplatte.
1st der Anteil an Kautschuklatex in der erfindungsgemäßen Bauplatte höher als 20 g, so bleibt deren Wasseraufnahme gering, und das Schallschluckvermögen bei niederen Frequenzen in feuchter Umgebung nimmt weniger stark ab.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bauplatten wird zuerst der Zement mit den Perlitteilchen ver-
mischt Diesem Gemisch gibt man Kautschuklatex verdünnt mit entsprechenden Mengen an Anmachwasser zu. Diese Masse wird dann in eine Metallform gefüllt und gegebenenfalls durch Pressen geformt Wirkt der Preßdruck auf die Rückseite der Bauplatte, so erreicht man einen optimalen Abstand zwischen den Teilchen und dadurch bedingt gute akustische Eigenschaften über breite Frequenzbereiche.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann die erfindungsgemäße Bauplatte auch hergestellt sein aus einem Gemisch von expandiertem Schiefer mit einer Korngröße von 0,1 —5 mm und Perlit mit einer Korngröße von 0,1 —7 mm in einem Volumenverhältnis von 0,4 bis 2,5 zu 1 und 120—160 g Zement je dm3 des Gemische sowie einem Zusatz von Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 20 g.
Perlit weist ein höheres Schallschluckvermögen als expandierter Schiefer auf, während der expandierte Schiefer mehr zur Festigkeit der Bauplatten beiträgt als der Perlit Der expandierte Schiefer verhält sich hinsichtlich der Wasseraufnahme nicht so günstig wie Perlit so daß man bei Schiefer enthaltenden Bauplatten in nassem Zustand etwas schlechtere akustische Eigenschaften als bei Bauplatten aus nur Perlit beobachtet Unter Berücksichtigung der Vor- und Nachteile des Schiefen; und des Perlits soll erfindungsgemäß deren Verhältnis 0,4—2,5 zu 1 betragen. Ist das Verhältnis <0,4 zu 1, so ist die Verbesserung der Festigkeit der Bauplatte unbedeutend. Ist jedoch das Verhältnis >2£ zu 1, so wird das Preßformen schwierig und die akustischen Eigenschaften der Bauplatte sind nicht ganz so gut
Die vorgeschlagene Zementmenge liegt zwischen 120 und 160 g/dm3 des Gemisches. Unter 120 g/dm3 wird das Schallschluckvermögen der Bauplatte bei hohen Frequenzen schlechter. Außerdem wird die Bindung des Zuschlagstoffes geringer, so daß auch die Festigkeit abnimmt Ober 160 g/dm3 ist zwar die Bindung des Zuschlagstoffs besser, jedoch verschlechtern sich die akustischen Eigenschaften über den gesamten Frequenzbereich. Um dem entgegenzuwirken, sollte der Kautschuklatexanteil mit steigendem Zementanteil sinken. Für 140 g/dm3 Zement eignet sich z. B. eine Menge von 16 g Kautschuklatex.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei der Herstellung der Bauplatte durch Preßformen dieses Preßformen unter einem Preßverhältnis von 1,1 bis 13 zu 1 vorgenommen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Aufriß einer erfindungsgemäßen Bauplatte und F i g. 2 deren Querschnitt nach H-II;
F i g. 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Bauplatte mit einer verstärkenden Deckschicht sowie
F i g. 4 und 5 eine solche Bauplatte mit die akustischen Eigenschaften verbessernden Vertiefungen.
Die Bauplatte nach F i g. 1 und 2 hat die Abmessungen 0,5 · 0,5 · 0,1 m. An der Stirnfläche besitzt sie eine Vielzahl von Vertiefungen 2 mit einem Durchmesser von 20—50 mm und einer Tiefe von 30—90 mm. Bei der gezeigten Ausführungsform sind zwei Arten von Vertiefungen vorgesehen, nämlich mit 30 mm 0 und 40 mm Tiefe bzw. mit 30 mm 0 und 80 mm Tiefe. Das Verhältnis der Fläche der Vertiefungen zur Gesamtfläche der Platte beträgt höchstens 40%.
Die in F i g. 3 gezeigte Bauplatte ist mit einer verstärkenden Deckschicht 4 aus in der Hauptsache expandiertem Schiefer bedeckt Die ganze Bauplatte ist porös und luftdurchlässig.
Nach F i g. 4 und 5 ist die Bauplatte nach F i g. 3 ebenfalls mit die akustischen Eigenschaften verbessernden Vertiefungen 2 ausgestattet.
Im Hinblick auf die Erhaltung der vorteilhaften akustischen Eigenschaften der Bauplatte soll die Dicke L\ der Deckschicht 4 nicht größer als die Dicke Li der Bauplatte 3 sein, d. h. L\ILi soll < 1 sein. Bevorzugt wird ein Verhältnis L1/L2 zwischen 0,2 und 0,4.
Die Bauplatte nach F i g. 4 und 5 besitzt gute akustische Eigenschaften aufgrund des Perlitanteils in der Platte 3 und hervorragende Festigkeit aufgrund der schief erhaltigen Deckschicht 4.
Vergleicht man die Druckfestigkeit der Bauplatte mit einer Deckschicht nach F i g. 4 und 5 mit einer Bauplatte nach F i g. 1 und 2, so ist diese für die mit der Deckschicht versehene Bauplatte 2 bis lOmal so groß wie die der Bauplatte ohne Deckschicht.
Die Bauplatte mit Deckschicht ist außerdem trittfest.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bauplatten wird Perlit mit expandiertem Schiefer vorzugsweise in einem Trommelmischer gemischt und diesem Gemisch Zement zugesetzt. Dieser Masse wird dann eine entsprechende Menge an Anmachwasser und verdünnter Kautschuklatex zugesetzt, das Ganze gut gerührt und schließlich in eine Metallform gegossen und zu einer Platte geformt. Ein Einrütteln in die Form ist zweckmäßig.
Die auf diese Weise erhaltenen Platten zeichnen sich nach Härtung an feuchter Luft oder mit Dampf durch gute Festigkeit und akustische Eigenschaften aus.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert:
55 Beispiel 1
Es wurden mehrere Bauplatten nach p i g. 1 und 2 mit einer Dicke von 100 mm aus den in Tabelle 1 zusammengestellten Ausgangsmaterialien hergestellt, indem das Ausgangsgemisch in einer Metallform eingerüttelt, die geformte Bauplatte unmittelbar danach ausgeformt und dann 3 Stunden lang bei 900C in Dampfatmosphäre gehärtet wurde. Jede Bauplatte wurde an der Stirnfläche mit Vertiefungen (Durchmesser 30 mm; Tiefe 40 mm bzw. 80 mm) versehen. Aus diesen Bauplatten wurden Prüfkörper (Durchmesser 97 mm; Dicke 100 mm) geschnitten und an diesen die akustischen Eigenschaften bei senkrechtem Schalleinfall auf die Stirnfläche der Prüfkörper ermittelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.
Für die Bestimmung der Werte an feuchten Platten wurden die Proben 24 Stunden lang in Wasser getaucht, dann herausgenommen und 1 Stunde lang an der Luft gehalten. Die Wasseraufnahme in Vol.-% 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.
Tabelle 1
Probe Nr. 1 Vergleich Nr. 1 2
Perlit (dm3) 1
Zement, g 100
Kautschuklatex-Feststoffe (g) 20
Preßverhältnis 1,25
1 1 1 1 1
I		 1 1 1
120 120 120 140 120 120 120 140
5 9 12 10 9 9 _ —
1,25 1,25 1,25 1,25 1,20 1,30 1,25 1,25
Tabelle 2
Schallschluckvermögen (%) 6 7 Vergleich Nr. feucht 3 4 5 6 7 Vergleich Nr.
trocken 1 2 Probe Nr. I 2
Probe Nr. 1 2
12 3 4 5
Frequenzbereich (Hz) 250
400 500 630
800 1000 1250 1600 2000 Wasseraufnahme (%)
41 41 42 42 43 40 44 41 42 22 21 22 24 21 22 20 19 16 Ca)
57 59 60 60 61 57 63 59 60 35 34 35 36 34 36 33 31 28 SO
77 79 80 79 79 78 83 79 78 53 50 52 54 49 54 49 47 42
99 99 99 98 97 100 96 100 98 76 72 74 77 72 77 70 68 64
93 95 94 94 92 92 96 94 91 100 95 96 98 96 99 92 99 99 5j
83 86 86 87 88 84 90 86 87 72 79 78 76 78 74 82 /3 77
91 98 99 99 100 92 100 98 100 84 83 84 83 85 81 84 83 84
99 92 91 93 92 100 94 91 91 100 99 100 98 99 98 97 100 100
87 88 89 91 93 89 92 89 90 92 92 92 90 89 90 90 90 92
90 96 94 94 97 91 95 97 96 90 94 91 93 87 89 86 34 85
9,8 13,7 12,6 11.1 11,0 10,9 13,1 15,3 16,1
Beispiel 2
Eine Bauplatte nach F i g. 4 und 5,0,5 ■ ö,5 · 0,1 m, wurde aus einem Ausgangsgemisch nach Tabelle 3 hergestellt. Auf der Oberseite wurden Vertiefungen (0 40 mm, Tiefe 60 mm) vorgesehen. Aus der Bauplatte wurde ein Prüfkörper (0 97 mm, Dicke 100 mm) geschnitten und etwa in der Mitte mit Vertiefungen versehen. An diesen Prüfkörper wurden die akustischen Eigenschaften für senkrecht einfallenden Schall ermitielt. Zum Vergleich dient die gleiche Platte mit einer Dicke von 100 mm, jedoch ohne Deckschicht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt.
Die Prüfkörper wurden zur Bestimmung der Naßeigenschaften 24 Stunde lang in Wasser gelegt, dann aus dem Wasser genommen und 1 Stunde lang an der Luft belassen. Der nach Tabelle 3 verwendete Perlit hat eine Körnung von 1 —3 mm und eine Dichte von 0,14 g/cm3, der Schiefer von 2—7 mm eine Dichte von 1,4 g/cm3.
Tabelle 3
Probe Nr. 2 3 4 5 Vergleich
1
Platte 3 80 80 60 60
Dicke (mm) 80 0,14 0,14 0,14 0,14 100
Zement/Perlit 0,14 0,14
Deckschicht 4 20 20 40 40
Dicke (mm) 20 2/8 2/8 0/10 2/8
Perlit/Schiefer 0/10 0,16 0,16 0,16 0,16
Zement, Perlit, Schiefer 0,16 0 10 0 10
Gew.-Verhältnis SBR-Latex-Zement 0
Tabelle 4
Frequenzbereich 30 (Hz)
Schallschluckvermögen (%)
trocken
Probe Nr.
12 3 4
Vergleich
feucht Probe Nr. 1 2
Vergleich
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
35 400 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
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 73
1000 84 91 80 84 82 86 76 77 84 70 73 74
40 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 der Tabelle 4 ergibt, ist die Verschlechterung der akustischen Eigenschaften durch die Deckschicht gering. Das Schallschluckvermögen über einem Frequenzbereich von 0,5 bis 2 kHz beträgt zumindest 70% und liegt damit über dem des Vergleichsprodukts ohne Deckschicht
Beispiel 3
Bauplatten mit einer Stärke von 100 mm wurden aus Massen entsprechend Tabelle 5 hergestellt und mit Vertiefungen, (Durchmesser 30 mm; Dicke 40 bzw. 80 mm) versehen. An Prüfkörpern (Durchmesser 97 mm; Tiefe 100 mm) mit zwei Arten von Vertiefungen in der Mitte wurde das Schallschluckvermögen für senkrecht einfallenden Schall bestimmt und die Werte in Tabelle 6 angegeben. Bei der Herstellung der Bauplatten wurde das Gemisch in der Form eingerüttelt und ein Preßverhältnis von 1,25 angewandt Schließlich wurden die Bauplatten 3 Stunden lang bei 90° C in Dampf atmosphäre gehärtet
Tabelle 5
Probe Nr. 2 3 4 5 6 7 Vergleich
1
Zuschlagstoffe 500 400 300 500 500 500
Perlit (cm3) 700 500 600 700 500 500 500 1000
expandierter 300 —
Schiefer (cm3) 140 140 140 120 120 160
Zement (g) 140 14 14 14 5 20 16 140
Kautschuklatex- 14 14
Feststoffe (g)
Tabelle 6
Frequenz- Schallschluckvermögen (%) bereich trocken
(Hz) Probe Nr.
12 3 4
feucht
Vergleich Probe Nr. 1 2
Vergleich
49 48 47 45 50 48 45 49 24 23 23 21 24 23 20 24 hO
250 71 70 69 67 72 70 68 70 34 33 32 30 35 33 29 35 OO
315 89 87 86 84 90 88 89 88 62 60 59 55 61 59 50 62 W
400 98 98 98 97 97 100 99 99 97 96 95 93 100 97 89 98 hO
500 90 92 93 94 90 92 91 91 86 85 87 90 ,'35 85 82 85
630 79 78 77 76 77 78 80 79 76 75 75 74 72 74 72 76 "^J
OO
800 82, 80 79 77 80 81 84 83 77 76 75 73 70 75 70 78
1000 98 99 97 96 100 98 99 99 99 100 98 97 97 98 98 99
1250 90 90 88 86 93 90 90 92 87 86 84 80 79 84 80 88
1600 85 83 83 80 86 88 79 84 77 75 77 75 72 74 71 78
2000
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 Bauplatten aus hur Perlit (Vergleich) erreichL Darüber
hinaus wird durch den expandierten Schiefer die Dichte der Zuschlagstoffe vergrößert, jedoch ist der Einfluß aufgrund des Schiefers nur gering. Vorteilhaft wirkt sich der Schiefer auf die Eigenschaften im nassem Zustand
5 aus.
Es wurde die Druckfestigkeit dieser Bauplatten mit Hilfe einer Prüfmaschine mit einer Kopfgeschwindigkeit von 10 mm/min bestimmt und die Werte in der Tabelle 7 zusammengefaßt
Tabelle 7
ίο
Probe Nr. Vergleich
12 3 4 5 6 7
Druckfestigkeit 91 190 310 680 160 200 270 72
15 (N/cm2)
Aus der Tabelle 7 ergibt sich, daß große Mengen von expandiertem Schiefer zu einem bemerkenswerten Anstieg der Druckfestigkeit führen.
Zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit der Oberfläche der Bauplatte wurde ein Prüfkörper (Durchmesser
97 mm, 100 mm Dicke) mit Vertiefungen (Durchmesser 30 mm, Dicke 40 bzw. 60 mm) auf einen Rost aus
Polyurethankautschuk aufgelegt, welcher auf einem Schlitten befestigt war. Auf den Prüfkörpern wurde eine bestimmte Last aufgelegt und dann der Schlitten lOOmal hin und her bewegt und an Hand der abgefallenen
Teilchen der Verschleiß bestimmt
25 Tabelle 8
Probe Nr. Vergleich
12 3 4 5 6 7
Anzahl der Teilchen 10 0 0 0 0 0 1
Verschleiß (g) 14 1,1 0,8 0,3 1,8 0,7 0.7 32
Aus der Tabelle 8 geht hervor, daß durch große Anteile an Schiefer die Abriebfestigkeit der Bauplatte wesentlich verbessert wird. Solche Bauplatten eignen sich besonders für Isolierwände.
35
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Schalldämmende und schalldämpfende Bauplatte auf der Basis von zementgebundenen expandierten mineralischen Zuschlagsstoffen, gegebenenfalls mit die akustischen Eigenschaften verbessernden Vertiefijngen, dadurch gekennzeichnet, daßsieaus
(a) Perlit mit einer Körnung von 0,1 bis 7 mm und 100 bir 140 g Zement je dm3 Perlit oder
(b) einem Gemisch aus Schiefer mit einer Körnung von 0,1 bis 5 mm und Perlit mit einer Körnung von 0,1 bis 7 mm in einem Verhältnis von 0,4 bis 2^ zu 1 und 120 bis 160 g Zement je dm3 des Gemisches
sowie jeweils einem Zusatz von Kautschuklatex mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 20 g, gegebenenfalls durch Preßformen, hergestellt worden ist
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