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Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmedämmschicht
auf der Basis organischer gesoblossenzelliger wasserdichter Schaumstoffteilchen,
Bindemittel, Verarbeitungshilfsstoffe, Zuschläge und Zusätze.
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Solche Wärmedämmschichten finden überall Anwendung, wo der Wärmeübergang
verhindert oder zumindest verlangsamt werden soll. Wärmeübertragende Umfassungsflächen
von Gebäuden weisen über der Dämmschicht im allgemeinen noch eine zusätzliche Abdeckschicht
auf, die naturgemäß ebenfalls wärmedämmend wirkt.
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Solche Wärmedämmschichten sollten hinsichtlich Wärmeleitmeß-und -rechenwert
im wesentlichen den bekannten Schammstoff- oder Faserstoffplatten bzw. -matten entsprechen.
Die Wärmedämmschicht sowie ggf. die Abdeckschicht sind dabei so gestaltet, daß -
anders als bei den Platten bzw. Matten - eine gesonderte Befestigung bzw. Bewehrung
nicht erforderlich ist. Die Wärme-
dämmschicht soll (ebenso wie die ggf. zusätzlich vorhandene Abdeckschicht sowohl
von Hand als auch unter Zuhilfenahme üblioher Putzmaschinen verarbeiten lassen.
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Die Verwendung der bekannten Schaumstoffplatten aus Polystyrol dagegen
erfordert eine handwerkliche Verlegung und ist recht kompliziert, da diese Platten
auf Länge geschnitten und auf die vorher zusätzlich eingeebnete Mauerwerksfläche
geklebt
werden müssen, dann mit einem Mörtel beschichtet, in den Laminate oder Gewebe eingebettet
werden. Zusätzlich werden sie noch mit einem Dispersionsputz oder einem mineralischen
Putz überzogen.
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Es sind auch sogenannte Dämsput2e bekannt, die im wesentlichen aus
Schaumpolystyrolpartikeln bestehen sowie aus einem modifizierten mineralischen Bindemittel.
Der Dämmputz wird in üblicher Weise mit einem mineralischen Oberputz versehen. Die
Wärmeleitwerte solcher Dämmputze sind Jedoch erheblich schlechter als dieJenigen
der Schaumstoffplatten. Der leichteren
Verarbeitung steht somit
ein Verlust an Wärmedämmung gegenüber.
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Es wurde auch bereits versucht, den Anteil der mineralischen Bindemittel
zugunsten organischer Klebstoffe herabzusetzen, um so die Rohdichte der Dämmschicht
möglichst der einer reinen Schaumstoffplatte anzunähern bzw. identisch zu machen.
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Damit sollte erreicht werden, denselben Wärmeleitwert zu erzielen
sowie gleichzeitig eine maschinelle Verarbeitung sicherzustellen. Hierfür wurde
ein Gemisch gewählt, das aus einer wässrigen Dispersion eines Copolymerisates niedriger
Filmbildetemperatur und Vorkondensaten von Harnstoff-Formaldehyd- und/oder Vorkondensaten
von Melamin-Formaldehydharzen mit geeigneten Härtern oder Zementen besteht. Diese
Gemische haben sich Jedoch aus verschiedenen Gründen als nicht brauchbar erwiesen.
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1. Klebstoffe oder Klebstoffsysteme, deren Härtung nur oder überwiegend
auf Austrocknung von Wasseranteilen beruhen, wandern unter normalen Witterungsbedingungen
in die Außenzonen der Wärmedämmschicht aus und verhauten an der Oberfläche zu einer
dampfdichten Schicht. Im Gefolge davon entsteht eine Entmischung und Magerung der
darunterliegenden Schicht. Eine Belastung solcher Dämmputae durch übliche Abdeckschiohten
(Putze) ist nicht möglich. Durch die Verhautung der Oberfläche wird darüber hinaus
die Durchtrocknung unterbunden. Nur unter optimalen Trocknungsbe dingungen, die
in der Praxis Jedoch leider nie vorliegen, könnte eine einigermaßen gleichmäßige
Durchhärtung ermöglicht werden.
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2. Es ist bekannt, daß eine Durchhärtung von wässrigen Dispersionen
allein bei den üblichen Schichtdicken der Dämmschicht von etwa 3 bis 6 cm mehrere
Wochen erfordert, und zwar selbst bei idealen Witterungsbedingungen. Die zum Zwecke
der Verkürzung der Durchhärtezeiten der bekannten Dämmschicht beigegebe e schnell
reagierenden Vorkondensate hatten Jedoch den unangenehmen Nebeneffekt, daß die Härtung
so
schnell einsetzte, daß sich die Massen teilweise be
reits in Maschinen bzw. Maschinenteilen verfestigten und dort zu einer Undurchgängigkeit
führten, wenn eine Duronhärtung auf etwa 48 h eingestellt war. Jede Verzögerung
des Härtungsverlaufs brachte zwar eine Verbesserung der Maschinengängigkeit der
Massen, erhöhte aber gleichzeitig auch in unerwünschter Weise die Zeiten der Durchhärtung.
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3. Die Härtung des bekannten Klebstoffsystems erfolgt im sauren Bereich.
Dies führt nicht nur zu einer Korrosion von stets in der Fassade vorauszusetzenden
Metallen bzw. Metallelementen sowie der Putzmaschinen und Arbeitsgeräte, sondern
kann auch zur Zerstörung mineralisch gebundener Abdecklagen (Oberputze) führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmedämmschicht zu
schaffen, die im alkalischen Bereich liegt, eine den Schaumstoffplatten entsprechende
gute Wärmedämmung mitbringt und darüber hinaus ene einfache maschinelle Verarbeitung
gestattet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 angegebenen Maßnahmen vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Wärmedämmschicht auf der Basis organischer geschlossenzelliger
wasserdichter Schaumstoffteilchen, Bindemittel, Verarbeitungshilfsstoffe, Zuschläge
und Zusätze zeichnet sich dadurch aus, daß die Bindemittel aus einer wässrigen Dispersion
eines Copolymerisats einer minimalen Filmbildetemperatur von höchstens 10 0C sowie
einem Tonerdeschmelzzement bestehen und als Verarbeitungshilfsstoffe bzw.
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Zuschläge und Zusätze feinteilige quellend wirkende Trocknungshilfsmittel,
wasserlösliche Thixotropierungsmittel sowie zu Sofo Soforthaftungs- und Luftporenstabilisierungsmittel
enthalten.
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Auf die beim Stand der Technik verwendeten Vorkondensate und deren
Härter kann damit verzichtet werden. Die wässrige Dispersion im Zusammenwirken mit
den vorerwähnten Bestandteilen wird in ein sofort stabilisiertes Gerüst aus schnell
erstarrendem Tonerdeschmelzzement gebracht, so daß ein Auswandern der Harztröpfchen
unterbleibt. Tonerdeschmelzzemente binden einen hohen Anteil solcher Dispersionen
gleichmäßig und temperaturunabhängig in etwa zwölf Stunden ab. Damit wird erreicht,
daß erstmals auch höhere Anteile an Dispersionen - höher als üblicherweise 10 %
- eine einwandfreie Bindung mit Zement eingehen.
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Von besonderem Vorteil ist, daß die Häute der Luftporen innerhalb
der Masse kurz nach der Verarbeitung platzen. Dadurch wird eine beschleunigte Durchtrocknung
der Wärmedimmschicht erreicht. Dies wird dadurch möglich, daß der Erstarrungsprozeß
des Tonerdeschmelzzements relativ schnell abläuft. Das Platzen der LuStporen dient
nicht nur der beschleunigten Durchtrocknung bzw. Härtung der Wärmedämmschicht, sondern
ermöglicht darüber hinaus auch einen solchen niedrigen Diffusionswiderstand, daß
ein sich in der Dämmschicht bildender oder transmittierender Dampf wegen des geringen
Widerstandes die eingelagerten Schaumstoffperlen umwandern kann. Er dringt somit
nicht in diese ein. Die Schaumstoffperlen bleiben trocken. Es wird ein relativ konstanter
Wärmedurchlaßwiderstand erreicht. Die bekannten durch Wasserdampfkondensation bedingten
Bauschäden werden vermieden. Die erreicbare Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl
nach DIN- 52615 liegt bei /u = 4 bis 8, während dieJenige für Schaumstoffpolystyrolplatten
bei etwa /u = 20 bis 100 und /ar extrudierte Platten bei etwa 80 bis 300 /u liegt.
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Für die Wärmedämmsohicht wird eine solche Dispersion eines Copolymerisates
eingesetzt, die.auf der Basis Acrylsäureester aufgebaut ist, nicht nur optimal quell-
und verseifungsbeständig ist, sondern durch entsprechende Weichmacher im Temperaturbereich
0 bis 1000 auch hochelastisoh und filmbildend
ist. Dadurch behält
die Dämmschicht die Pähigkeit, die durch Temperaturänderungen bzw. durch Temperaturgefälle
bedingten Bewegungen des Oberputzes elastisch abzubauen.
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Schaumpolystyrolperlen 2/3 mm # ............ 10,000 RT Acrylsäureesterdispersion,
wässrig ......... 0,400 " Tonerdeschmelzzement (TSZ) ................. 0,400 n Kieselsäure
................................ 0,500 " Aluminiumhydroxid ..........................
0,080 " Methylzellulose ............................ 0,010 " Melaminharz-Kondensationsprodukt
........... 0,005 " Wasser ..................................... 1,000 " Die abgebundene
und getrocknete Masse ergibt eine Rohdichte von ca. 70 g/dm3. Der Wärmeleitmeßwert
beträgt ca. 0,045 W/mK.
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Die Herstellung der im Anspruch 1 angegebenen Masse erfordert an der
Verarbeitungsstelle neben der Zugabe von Wasser auch die Zugabe der Dispersion.
Diese Zugabe und insbesondere deren Dosierung an der Verarbeitungsstelle sind in
vielen Fällen nachteilig und bei wenig geschultem Personal problematisch.
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Bei Verwendung eines wasseremulgierbaren Epoxidharzes und der zugehörigen
gebräuchlichen Härter lassen sich diese Bestandteile in einem hochtourigem Mischer
an grobkörnige Zuschlagstoffe wie beispielsweise Schaumpolystyrolperlen so anlagern,
daß eine rieselfähige, in Papiersäcken transport- und lagerfähige Masse entsteht.
An der Baustelle wird dann nur noch Wasser benötigt. Dort erfolgt dann das Emulgieren
in Wasser in Freifallmischern in kürzester Zeit.
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Die so erhaltene Masse ist alkalisch. Die wasseremulgierbaren Epoxidharze
können umfassend eingesetzt werden. Hierfür sei als Beispiel das Epoxidharz aus
den Komponenten Bisphenol A/Epichlorhydrin mit Aminen als.Härter genannt. Auch das
Spektrum der einsetzbaren Härter, Dispergiermittel und Komplexbildner ist sehr weit.
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Der hervorstechende Unterschied der neuen Wärmedämmmasse zu
den
bisher bekannten Wärmedämmmassen ist darin zu seilen, daß zur Härtung und Durchhärtung
keinerlei Wasseraustrocknung notwendig ist. Epoxid-Harze härten ggf. sogar unter
Wasser. Die Bindung ist damit von der Witterung - insbesondere von der Luftfeuchtigkeit
- unabhängig. Auch unter Wasserdampfdruck verharren die Klebstoffteilchen gleichmäßig
im gesamten Querschnitt der Dämmschicht. Eine Verhautung oder eine Magerung, insbesondere
gegenüber Dispersionssystemenotritt nicht auf.
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Obwohl die Härtung von Epoxid-Earz-Systemen sofort mit dem Zusammenführen
der zwei Komponenten beginnt, findet diese Härtung derart langsam statt, daß Maschinen-,
Schlauch- und Düsengängigkeit nicht negativ beeinflußt werden. Auch die Verarbeitung
auf der tragenden Wand (Einebnen bzw. Glätten) wird selbst dann nicht behindert,
wenn die Durchilärtung beispielsweise auf 4 h eingestellt worden ist. Die weitgehende
Freizügigkeit bei der Einstellung des Härtungs- bzw. Durchhärtungszeitpunktes läßt
relativ viel Toleranz für den Zeitpunkt des Auftragens der Abdeckmasse (Oberputz).
Da sowohl die Wärmedämmschicht als auch der Oberputz im alkalischen Bereich liegen,
sollte der Oberputz vorzugsweise bereits vor der völligen Durchhärtung der Dämmlage
aufgebracht werden, damit ein "Durchbinden" eintritt.
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Diese Tatsache ist sehr entscheidend. Im Unterschied zu den lediglich
klebenden Dispersionen dringen flüssige Epoxidmonomere in die Grenzschichten der
anliegenden porösen Werkstoffe ein, polymerisieren und verbinden damit die beiden
Schichten. Damit kann die Dämmschioht sehr hohe Quadratmetergewichte tragen.
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In diesem Zusammenhang ist nicht unerheblich, daß mittels der feinteilig
quellend wirkenden Trocknungshilfsmittel - beispielsweise amorphe, hydrophile.Kieselsäure
- sich nach dem Austrocknen eine bis zu 30fache Vergrößerung der Oberfläche gegenüber
der theoretisch ebenen Fläche ergibt. Gegenüber der geschnittenen Schaumpolystyrolplatte
besteht somit eine zusätzliohe Sicherheit für Jede Art adhäsiver bis druchdringen
der
Haftung. Das trocknende Quellmittel zieht sich in die Raufwerksporenräume zwischen
den S¢haumpolystyrolperlen zurück, so daß die Perlen aus der Ebene herausstehen.
Daraus resultiert die erwähnte Vergrößerung der Oberfläche.
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Mit den bisher verwendeten Mitteln konnte der in der Bauphysik geltenden
Regel, wonach der Diffusionswiderstand einzelner Schichten eines mehrschichtigen
Wandaufbaues nach außen abnehmen soll, nicht ohne weiteres entsprochen werden.
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Für Mörtel oder Massen werden Luftporenbildner (LP) eingesetzt. Deren
umgebende Häute werden beispielsweise durch hochviskose Methylzellulosen stabil
gehalten. Damit wird das Gegenteil der an sich erwünschten Kapillaren erreicht.
Aber auch ein Platzen dieser Häute - wie es beispielsweise mittels niedrigviskoser
Methylzellulosen erreichbar ist - führt nicht zwangsläufig zu Kapillaren. Darüber
hinaus ist das Platzen der Häute stark witterungsabhängig. Das ist bei der oben
beschriebenen neuen Wärmedainmschicht wesentlich günstiger.
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Zusätzlich kann die Einarbeitung von zerfasertem Holzschliff, insbesondere
Nadelholz schliff, vorgesehen werden. Dadurch wird nicht nur die sogenannte "Grünstandsfestigkeit"
verbessert, sondern es werden zwangsläufig auch Kapillaren gebildet. Ein solcher
Holzschliff nimmt sofort Wasser auf und quillt. Nach dem Trocknen bilden-sich um
den Holzschliff herum Lufthülsen, die dann durchgehende Kapillaren in Jeder Richtung
darstellen. Die bisher verwendeten nicht-quellfähigen Faserstoffe hingegen ermöglichten
lediglich eine bessere Grünstandsfestigkeit", Jedoch keine Kapillarwirkung nach
dem Austrocknen.
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Beispiel Schaumpolystyrolperlen 2/3 mm .............. 10,000 RT wasseremulgierbares
Bisphenol A/Epichlorhydrin Epoxid-Harz ................. 0,400 RT Polyaminamid (als
Härter) .................... 0,380 RT Kalkhydrat ...................................
0,100 RT amorphe hydrophile Kieselsäure ............... 0,300 RT Pettalkoholsulfat-Natrium
.................... 0,002 RT
hochviskose Methylzellulose (30.000)
........ 0,010 RT Nadelholzschliff 4 mm / 0,4 mm .............. 0,400 RT In beiden
Beispielen sind die vorgeschriebenen Mengen volumetrisoh angegeben.