DE29802517U1 - Schallisolierende Fußbodenkonstruktion und abbindbare Mischung zur Herstellung derselben - Google Patents

Schallisolierende Fußbodenkonstruktion und abbindbare Mischung zur Herstellung derselben

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Description

Schallisolierende Fußbodenkonstruktion und abbindbare Mischung zur Herstellung derselben
Die vorliegende Erfindung betrifft eine schallisolierende Fußbodenkonstruktion, die geeignet ist für den Aufbau der Oberfläche einer Bodenbasis und innerhalb von Begrenzungswänden, und die eine Schicht aus weichen, elastischen Matten umfaßt, die auf der Oberfläche der Fußbodenbasis angeordnet sind, und eine auf der Mattenschicht angeordnete Oberflächenschicht.
Es wird davon ausgegangen, daß der Aufbau dieses Strukturtyps zum Zwecke der Bereitstellung einer schallisolierenden und schallschluckenden Fußbodenstruktur Stand der Technik ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die erbrachte Leistung im Hinblick auf Schallisolierung nicht ausreichend sein kann in Abhängigkeit von den besonderen Anforderungen.
Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine schallisolierende Fußbodenkonstruktion bereitzustellen, die geeignet ist, eine hervorragende Leistung im Hinblick auf Schallisolation und schallschluckende Eigenschaften im Vergleich zu entsprechenden Strukturen nach dem Stand der Technik zu erbringen.
Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Fußbodenkonstruktion durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Die schwimmende Anordnung der Platte durch weiche elastische Lagerung unter dem Boden als auch entlang der Seiten entkoppelt jegliche körperlich Übertragung von Schall- oder Vibrationswellen und erreicht somit exzellente
Schallisolationseigenschaften. Die Isolationsfähigkeiten werden weiterhin durch die der erfindungsgemäßen Mischung innewohnenden Schallschluckfähigkeiten verbessert. Die Bodenplatte kann an Ort und Stelle und auch in sehr großen Formaten geformt werden.
Wenngleich diese Fußbodenkonstruktion ganz allgemein anwendbar ist, ist sie besonders vorteilhaft in kritischen Anwendungsbereichen wie beispielsweise Unterbringungsräume auf Schiffen, wo die Räume eng und die Anforderungen an Gewicht, Schallisolation, Vibrationsisolation und Feuerwiederstandfähigkeit extrem sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine geeignete Mischung umfassend Magnesiumoxyd und Magnesiumchlorid.
Die Mischung aus Magnesiumoxyd und Magnesiumchlorid, zuweilen auch als Sorelzement bezeichnet, ist im Stand der Technik für die Anwendung als Binder für Industrieböden bekannt, wofür sie aufgrund der hohen Elastizität und Biegezugfestigkeit bevorzugt sind. Es ist weiterhin im Stand der Technik bekannt, Leichtbaugebäudeplatten aus Sorelzement in Kombination mit Holzspänen herzustellen.
In WO 89/02422 ist eine abbindbare Magnesiumzementmischung offenbart, umfassend Magnesiumoxyd, Magnesiumchlorid und grobfasrige langstränige Sägespäne. In der genannten Mischung bildet der Inhalt von Magnesiumchlorid ungefähr ein Drittel des Volumengewichtes des Inhalts von Magnesiumoxyd. Die genannte Anmeldung betrifft die Verwendung als Bodenausgleichskomponente oder die Herstellung von Formteilen wie beispielsweise Fliesen und dergleichen. Die in Bezug auf diese Mischung genannten besonderen Vorteile umfassen die Schwingungsreduktion, die Staubreduktion, die bessere Steuerung der Produktqualität sowie die Geräuschdämpfung untereinander.
Die deutsche Patentanmeldung DE 4 108 562 schlägt eine Bodenausgleichsmischung vor aus groben Holzspänen mit granuliertem, geschäumtem Polystyren zusammen mit keramischen Materialien und einem hydraulischen Binder, wie beispielsweise Zement oder Formgips. Die
- O - J
Veröffenilichung umfaßt im Hinblick auf die keramischen Materialien auch Vorschlagßtfür geschäumte Lehmmaterialien, Bims und anderen.
Mit der Erfindung wurde herausgefunden, daß Sorelzement im höchsten Grade dazu neigt, während des Abbindens zu expandieren. Relative Ausdehnungen im Bereich von 1% sind durchaus üblich. Diese Expansionsrate bedeutet für eine Bodenplatte in Abhängigkeit von Abmessungen und Begrenzungen ein Reißen und Aufbrechen. Die Expansion findet sehr langsam statt, wächst jedoch über ein entsprechende ausgedehnte Zeitperiode an. Dadurch ist es sehr schwierig, die Ausdehnung während der frühen Phasen genau zu beobachten und es verbleibt ein Risiko der Selbstzerstörung für eine lange Zeitperiode.
Die Ausdehnungsneigung begrenzt praktisch die Verwendung von Sorelzement auf Anwendungen als Binder, für Produkt-Formenguß oder als Bodenausgleichskomponente, die in vergleichsweise dünnen Schichten aufgelegt und auf eine Bodenbasis aufgeklebt wird, wodurch die Sorelzementschicht in Position gehalten ist.
Mit der Erfindung wurde herausgefunden, daß ein Zumischen von Holzfasern in jeder nennenswerten Menge dazu führt, daß die Mischung klebrig und viskos und somit schwer zu durchmischen und schwierig in der Anwendung wird. Unzureichendes Anmischen steht jedoch der strukturellen Integrität des ausgehärteten Produktes entgegen und ist nicht geeignet, Expansionsprobleme auszuräumen.
Entsprechend ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine aushärtbare Mischung zum Ausformen bereitzustellen, mit einer reduzierten Neigung zur Ausdehnung während des Abbindens.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mischung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 11. Diese Mischung umfaßt die vorteilhaften Effekte von Sorelzement im Hinblick auf Elastizität und Biegezugfestigkeit sowie Schalldämpfung in einem Material, dessen Expansionsneigung um einen Faktor 10 niedriger ist als im Fall herkömmlicher Sorelzemente. Ausdehnungsraten im Bereich von 1%o können leicht erreicht werden, was bedeutet, daß, auch
große Platten ohne jedes Problem ausgeformt werden können. Die Mischung ist leicht in der Herstellung und in der Anwendung. Die Stärke der Mischung nach dem Abbinden ist vergleichbar zu der herkömmlicher Zemente.
Für die Leistung der erfindungsgemäßen Mischung werden eine Reihe von Faktoren in Betracht gezogen. Das Füllmaterial (Filier) unterstützt die Schwächung der Ausdehnungsneigung, indem entsprechende Volumen von Magnesiumoxyd und Magnesiumchlorid ersetzt werden. Die elastisch kompressiblen Fasern widerstehen einer Expansion, während sie darüber hinaus geeignet sind, eine Expansion im Inneren durch Kompression zu absorbieren.
Wenngleich Bereiche für die Anteile zwischen den Zutaten angegeben sind, wird angenommen, daß im wesentlichen gleiche Gewichtsanteile von MgCl2 und MgO die Bildung von starken und stabilen Kristallstrukturen in dem Produkt beim Abbinden unterstützen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung umfassen die elastisch kompressiblen Fasern Holzfasern wie beispielsweise Holzchips oder Sägemehl bzw. Sägespäne. Diese Fasern sind vorzugsweise von feiner Körnung um die flüssige Mischung bis zum Abbinden fließend zu halten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung umfaßt das Füllmaterial geschäumtes Material (expandiertes Material). Das geschäumte Material reduziert die Dichte der Mischung und ermöglicht eine innere Aufnahme von Expansion, wobei die Bereiche des geschäumten Materials geeignet sind, im Inneren zusammengedrückt zu werden, um so jeden Druck auf die unmittelbare Umgebung aufnehmen zu können. Die Bereiche des geschäumten Materials stören jedoch nicht die Strömbarkeit der Mischung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung umfaßt ein Teil des Füllmaterials pulverisiertes Material, wie beispielsweise Feinkies oder Gesteinstaub. Diese Materialien unterstützen die exakte Stärke der Mischung beim Abbinden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm, welches die Ausdehnung von Proben aus zwei verschiedenen Sorelzementmischungen zeigt, wobei die Probe A eine erfindungsgemäße Mischung, die Probe B eine Mischung nach dem Stand der Technik ist, und
Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen schallisolierenden Bodenkonstruktion.
Beispiel A:
Die folgenden Zutaten und Mengen wurden portioniert:
70 kg Wasser, ,
50 kg Magnesiumchlorid,
50 kg Magnesiumoxyd, und
50 kg Ballast.
Der Ballast umfaßt eine in Volumenanteilen angegebene Vormischung aus
einem Teil geschäumtem Lehmgemisch,
einem Teil Gesteinstaub und
zwei Teilen feiner Holzspäne.
157 kg dieser Vormischung füllen ein Volumen von 193 Liter.
Das Magnesiumchlorid wird mit Wasser gemischt und bis zum Erreichen einer homogenen Mischung gerührt. Anschließend werden Magnesiumoxyd und der Ballast zugemischt.
In einer Abwandlung dieses Verfahrens wird das Wasser nicht im Vorhinein portioniert, sondern dem Magnesiumchlorid unter Rühren beigegeben, während die Dichte des Schlamms beobachtet wird. Eine geeignete Mischung ist erreicht, wenn das Magnesiumchlorid gut aufgeschlämmt ist und die Dichte in einem Bereich zwischen 1.16 und 1.20 g/cm^ liegt.
Die Proben wurden ausgegossen und haben abgebunden. Die Dichte der Proben lag bei etwa 1.3 g/cnri3.
Mit den Probegüssen der Mischung gemäß Beispiel A wurden Kompressionstests durchgeführt. Die Proben bewiesen eine Lasttragfähigkeit von 20 MPa, bevor sie brachen.
Beispiel B:
Es wurden die gleichen Zutaten wie in Beispiel A verwendet, mit der Ausnahme, daß der Ballast durch 250 kg Feinkiesel mit einem Füllvolumen von 193 Litern ersetzt wurde. Das Mischungsverfahren entsprach dem gemäß Beispiel A.
Beispiel C:
Die folgenden Zutaten und Mengen wurden portioniert:
70 kg Wasser,
50 kg Magnesiumchlorid,
50 kg Magnesiumoxyd, und
11 2 kg Ballast mit den Volumenbestandteilen:
sechs Teile feiner Holzspäne,
drei Teile expandiertes Lehmgemisch,
drei Teile expandiertes Perlit, und
zwei Teile expandierte Flugasche.
Die Proben wurden gegossen und haben abgebunden. Die Dichte lag bei 0,9 g/cm3. Kompressionstests zeigten, daß die Belastungsfähigkeit etwas unterhalb der gemäß Beispiel A liegt.
Die Testproben messen 100 &khgr; 100 &khgr; 400 mm und wurden mit der Mischung gemäß Beispiel A und der Mischung gemäß Beispiel B gegossen. Die Testproben haben in einem kontrollierten Klima bei einer Temperatur von 23° C und 43 % relativer Luftfeuchtigkeit abgebunden. Die Ausdehnung während des Abbindens wurde zu verschiedenen Intervallen während etwa 9 Tagen gemessen und erfaßt.
Die Ergebnisse dieser Messung sind in der grafischen Darstellung gemäß Fig. 1 gezeigt. Diese grafische Darstellung zeigt für beide Testproben eine relativ schnelle Expansion während der ersten 48 Stunden. Von da an trennen sich die Kurven, wobei Probe A nach 216 Stunden eine Expansion von etwa O.73/1OOO mit der Tendenz zur Ausnivelierung von diesem Punkt an zeigt, während die Probe B eine Ausdehnung von etwa 1.16/1000 zum gleichen Zeitpunkt und ein weiteres Wachsen mit ungeminderter Rate zeigt.
Es ist anzumerken, daß die spezielle Expansion von den speziellen Dimensionen und Formen abhängen kann. Jedoch bestätigt die Kurve, das die Expansion der erfindungsgemäßen Mischung erheblich niedriger ist als die der anderen Mischung und innerhalb akzeptierbarer Werte liegt.
Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Teil eines Schiffsbodens (Unterkunft), wobei eine schallisolierende Bodenkonstruktion installiert wurde. Der Schiffsboden ist grundsätzlich auf einer horizontalen Bodenebene 1 und innerhalb vertikaler Trennwände 2 installiert, welche beide solide Stahlplatten als Teil der Schiffkonstruktion aufweisen.
Oberhalb der Bodenebene wird eine Lage weicher elastischer Matten 3
aufgelegt, beispielsweise aus Mineralwollfasern oder Steinwolle. Die Dicke
dieser Matten kann im Bereich von 10 bis 200 mm, beispielsweise 50 mm liegen.
Oberhalb dieser Mattenschicht wird entlang der Trennwände eine Abstandsleiste 4 aus einem ebenfalls weichen elastischen Material verlegt, beispielsweise aus Mineralwollfasern oder Steinwolle. Die vertikale Ausdehnung dieser Leiste kann beispielsweise 25 mm betragen, die horizontale Ausdehnung beispielsweise 10 mm. Unter Verwendung der Mattenschicht und der Leisten als eine Form wird eine Mischung gemäß Beispiel A gegossen und geglättet um eine Schicht von 25 mm zu bilden und abzubinden. Nach dem Aushärten bildet die Mischung eine solide Platte, die gelagert und eingefaßt ist in elastische Mineralfasern und die keinen Körperkontakt mit der Schiffstruktur hat. Die gehärtete Platte wird durch einen Teppich 6 bedeckt, welcher eine attraktive Oberfläche bereitstellt.
Die Bodenkonstruktion zeigt exzellente Schalldämpfungsleistungen. Die Platte ist das tragende Element bei normaler Verwendung, beispielsweise für das Aufstellung und Bewegen von Möbeln und sogar in Aufbau von Lichttrennwänden direkt auf der Oberfläche der Platte.
Die Bodenkonstruktion ist versuchsweise erfolgreich installiert worden in einem Unterkunftsbereich eines Schiffes mit Abmessungen von bis zu 20 &khgr; 50 m. Die Bodenplatte wurde einstückig gegossen und deckt die gesamte Fläche ab, ohne daß Dehnfugen verbleiben. Bei Tests wurden keine Risse oder Brüche beobachtet.
Der Aufbau kann in Abhängigkeit von der Dicke der Steinwoll-Matten in einer Bauhöhe von 35 mm installiert werden, und das durch den Bodenaufbau zusätzliche Gewicht kann bei nur 37 kg pro m^ mit einer 25-mm-Platte aus einer Mischung gemäß Beispiel A oberhalb einer 30 mm Steinwoll-Matten-Schicht, oder nur bei 27 kg pro m^ mit einer 25-mm-Platte aus einer Mischung gemäß Beispiel C oberhalb einer 30 mm Steinwoll-Matten-Schicht liegen.

Claims (14)

Ansprüche
1. Schallisolierende Fußbodenkonstruktion, geeignet zur Installation oberhalb einer Bodenbasis und innerhalb von Begrenzungswänden, und umfassend eine Schicht aus weichen, elastischen Matten, die oberhalb der Bodenbasis ausgelegt sind, und eine oberhalb der Mattenschicht angeordneten Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht eine solide Platte umfaßt, geformt durch Gießen einer Mischung auf die Mattenoberflächen und innerhalb einer Abstandsvorrichtung zum Aufrechterhalten eines Abstandes zu den Begrenzungswänden, wobei die Mischung Magnesiumoxyd, Magnesiumchlorid, Wasser, elastische kompressible Fasern und ein Füllmaterial umfaßt, wobei die obere Oberfläche der Mischung nach dem Gießen geglättet ist und die Mischung abgebunden hat.
2. Fußbodenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsvorrichtung eine Abstandsleiste umfaßt, die weiches, elastisches Material aufweist und entlang der Begrenzungswände angeordnet ist und sich wenigstens teilweise oberhalb der oberen Oberfläche der Mattenschicht befindet.
3. Fußbodenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen kompressiblen Fasern Holzfasern umfassen, wie beispielsweise Holzspäne oder Sägemehl.
4. Fußbodenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ein Granulat aus einem im wesentlichen nicht wasserabsorbierenden Material aufweist.
5. Fußbodenkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Füllmaterials geschäumtes Material umfaßt, beispielsweise geschäumtes Lehmgemisch, geschäumtes Glas, geschäumtes Polymer oder Bimsstein.
• ·
6. Fußbodenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial pulverisiertes Material umfaßt, wie Feinkies oder Gesteinsstaub.
7. Fußbodenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung umfaßt
zwischen 12 und 18 Gew.% MgO,
zwischen 12 und 18 Gew.% MgCl2,
H20 in einer Menge, die geeignet ist, zusammen mit dem MgCl2 Anteil einen Schlamm mit einer Dichte innerhalb des Bereichs von 1,1 6 bis 1,20 g/cm^ zu erzeugen, und
Fasern und Füller zum Ausgleich auf 100 %.
8. Fußbodenkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgleich zwischen 40 und 60 Vol.% Holzfasern enthalten sind.
9. Fußbodenkonstruktion nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich zwischen 20 und 30 Vol.% geschäumtes Material aufweist.
10. Fußbodenkonstruktion nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich zwischen 20 und 30 Vol.% pulverisiertes Material wie Feinkies oder Gesteinstaub aufweist.
11. Abbindbare Mischung zur Herstellung einer Fußbodenkonstruktion nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, umfassend
zwischen 12 und 18 Gew.% MgO,
zwischen 12 und 18 Gew.% MgCl2,
H2O in einer Menge, die geeignet ist, zusammen mit dem MgCl2 Anteil einen Schlamm mit einer Dichte innerhalb des Bereichs von 1,16 bis 1,20 g/cm^ zu erzeugen, und
zum Ausgleich auf 100 % elastische kompressible Fasern und Füller.
1 BAABB AB.
12. Mischung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich zwischen 40 und 60 Vol.% Holzfasern umfaßt.
13. Mischung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich zwischen 20 und 30 Vol.% geschäumtes Material umfaßt.
14. Mischung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich zwischen 20 und 30 Vol.% pulverisiertes Material wie Feinkies oder Gesteinstaub umfaßt.
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