DE4040432A1

DE4040432A1 - Formmasse aus kunststoff

Info

Publication number: DE4040432A1
Application number: DE19904040432
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Strabag Bau AG
Current assignee: Strabag Bau AG
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1990-12-18
Publication date: 1992-06-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmasse aus Kunststoff und Hilfsstoffen, insbesondere für Bauzwecke und zum Herstellen von Isolierschichten sowie druckfesten und wärmedämmenden Belägen und Bauteilen.

Die bekannten Baustoffe für hochbelastete Bauteile, wie beispielsweise Schwerbeton, Stahl o.dgl., haben zwar eine hohe Festigkeit, infolge ihres dichten Gefüges aber zugleich auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit, so daß umfangreiche Maßnahmen zur Wärmedämmung getroffen werden müssen, wenn diese Baustoffe zur Herstellung von bewohnten Gebäuden und Bauteilen hierfür eingesetzt werden.

Andererseits gibt es auch Baustoffe in großer Zahl, die über eine gute Wärmedämmfähigkeit verfügen. Diese Baustoffe haben jedoch in der Regel nur eine geringe Druckfestigkeit, so daß sie für hochbelastete Bauteile nicht verwendet werden können und auch ihre Kombination mit druckfesten, hochbelastbaren Bauteilen bietet in Folge der sehr unter schiedlichen Anforderungen große Schwierigkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Formmasse insbesondere für Bauzwecke zu schaffen, mit der Bauteile, Beläge oder Isolierschichten hergestellt werden können, die sowohl eine hohe Wärmedämmfähigkeit als auch eine große Druck-, Biegezug- und Schubfestigkeit haben und die zusammen mit anderen hochfesten Baustoffen so verarbeitet werden können, daß Bauelemente und Isolierschichten von einheitlicher Tragwirkung und großer Homogenität erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch eine Formmasse aus Kunststoff gelöst, die aus ca. 30 Gew.-% härtbarem Flüssigkunststoff mit einer dynamischen Viskosität von η = 500 bis 1000 mPa · s und aus ca. 70 Gew.-% etwa kugel förmigen, eigenporigen Füllstoffen hoher Festigkeit zusammengesetzt ist, die eine abgestufte Körnung von 0 bis 3 mm und einen Hohlraumgehalt von ca. 30 Vol.-% haben.

Eine derartige Formmasse erreicht nach ihrem Erhärten eine Druckfestigkeit von 40 N/mm², eine Biegezugfestigkeit von 20 N/mm² und eine Warmeleitfahigkeit γ=0,08 bis 0,3 W/(mK). Hierbei ist die Wärmeleitfähigkeit auch von der Gestalt der aus der Formmasse hergestellten Bauteile abhängig.

Als Flüssigkunststoff können Polyurethane, ungesättigte Polyester oder Polymethylmethacrylate verwendet werden. Besonders zweckmäßig ist es, als Flüssigkunststoff ein niedermolekulares Epoxidharz zu verwenden, das mit Poly aminen vernetzt wird. Je nach Verarbeitung der Formmasse Besonders zweckmäßig ist es, als Flüssigkunststoff ein niedermolekulares Epoxidharz zu verwenden, das mit Poly aminen vernetzt wird. Je nach Verarbeitung der Formmasse zu Fertigbauteilen im Herstellerwerk oder zu Baukörpern auf der Baustelle selbst wird die Härtung bei normaler Zimmertemperatur zwischen 15° und 25°C, oder aber auch bei erhöhten Temperaturen durchgeführt.

Die Füllstoffe bestehen nach der Erfindung aus mindestens teilweise hohlen, annähernd kugelförmigen anorganischen Stoffen und aus Kugeln aus organischen Stoffen. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die anorgani schen Füllstoffe Glaskugeln mit einem Durchmesser von 0,05 mm bis 0,15 mm und Hohlkugeln aus Erdmetallsilikaten und/oder aus Erdmetalloxiden sind, die einen Durchmesser von 0,08 mm bis 3,0 mm haben. Von den Erdmetallsilikaten eignet sich am besten Aluminium silikat, während von den Erdmetalloxiden in erster Linie Korund als der am besten geeignete anorganische Füllstoff angesehen wird. Alle diese anorganischen Füllstoffe haben einerseits eine hohe Eigenfestigkeit, insbesondere Druckfestigkeit in jeder Richtung, sie entwickeln aber auch infolge ihres mit Luft oder einem anderen Gas gefüllten Innenhohlraumes eine sehr gute Wärmedämmung.

Damit die Füllstoffe zusammen mit dem Kunststoff als Bindemittel ein dichtes Gefüge ergeben, welches die hohe Druck- und Biegezugfestigkeit der aus der Formmasse her gestellten Erzeugnisse gewährleistet, wird die Körnung der Füllstoffe so abgestuft, daß sich die dichtestmögliche Lagerung ergibt. Diese wird dann erreicht, wenn ein Drittel aller organischen Füllstoffe eine Körnung von 0,5 bis 1,0 mm, ein Drittel eine Körnung von 1,0 bis 2,0 mm und ein Drittel eine Körnung von 2,0 bis 3,0 mm aufweist.

Um die Verarbeitbarkeit der Formmasse zu verbessern, ist es zweckmäßig, sehr kleine Kugeln aus geschäumtem Phenol harz zuzusetzen, die eine geschlossene Oberfläche und einen Durchmesser von 0,005 mm bis 0,25 mm haben. Diese Kugeln aus organischen Stoffen, die auch unter der Bezeichnung "Mikroballons" bekannt sind, ermöglichen auch die Herstellung von Bauteilen mit komplizierten Formen, ohne deren Festigkeit und Wärmedämmfähigkeit zu beein trächtigen.

Durch einen Zusatz von Farbpigmenten ist es möglich, die Formmasse der Farbe der übrigen Baustoffe des Bauteiles, beispielsweise einem Schwerbeton, anzupassen.

Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Kunstharzbetons aus einer Formmasse nach der Erfindung wird derart vorge gangen, daß alle Füllstoffe in einem Zwangsmischer trocken vorgemischt und danach die mit einem langsam laufenden Rührwerk miteinander vermischten, flüssigen Kunststoffbestandteile zugegeben und mit den Füllstoffen vermengt werden, bis eine gleichmäßige, fließfähige Masse entsteht, die danach in Formen gefüllt und der Aushärtung überlassen wird. Die Formen können hierbei industrielle Formen von Bauteilen bestimmter Gestalt und Größe sein, die Formen können aber auch Hohlräume zwischen in situ hergestellten Betonbauteilen sein, die mit der Formmasse gefüllt werden sollen, um diese gegeneinander thermisch zu isolieren. Derartige Aufgaben stellen sich im Bauwesen häufig, beispielsweise dort, wo aus einem bewohnten Gebäude auskragende Balkon- oder Dachplatten gegen die Umfassungswände des Gebäudes isoliert werden sollen, um Kältebrücken und die hierdurch verursachten Schäden im Inneren zu vermeiden. Ein anderes Anwendungs gebiet sind wärmeisolierende Fußbodenbeläge in Fabrik hallen o. dgl., die einem hohen Verschleiß und hohen Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind, oder Wärmedämm schichten zwischen Treppenläufen und Wänden oder Podesten, in welche diese eingespannt sind.

Um eine bestmögliche Aushärtung der Formmasse nach der Erfindung zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, die aus gehärteten Massen oder Formteile einer Wärmebehandlung (Temperung) zu unterziehen. Eine derartige Temperung geschieht in der bei der Kunststoffherstellung bekannten Weise, wo die zu härtenden Bauteile 3 bis 5 Stunden lang auf einer Temperatur zwischen 70° bis 140°C gehalten werden.

Ein Beispiel für eine günstige Zusammensetzung der Formmasse nach der Erfindung wird nachfolgend angegeben:

6 Gew.-% geblähte Mikrohohlkugeln aus Phenolharz mit einem Durchmesser von 0,005 bis 0,25 mm,
6 Gew.-% Glaskugeln mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,15 mm,
6 Gew.-% geblähte Hohlkugeln aus Aluminiumsilikat und
51 Gew.-% geblähte Hohlkugeln aus Korund in gleich mäßig abgestufter Körnung von 0,5 bis 1 mm, 1,0 bis 2,0 mm und 2,0 bis 3,0 mm Durchmesser,
0,5 Gew.-% Eisenoxid als Pigment,
24 Gew.-% Epoxidharz auf der Basis Bisphenol-A-Harz, reaktiv verdünnt,
6,5 Gew.-% Polyaminhärter.

Alle Füllstoffe und Zusatzstoffe werden, wie weiter oben beschrieben, trocken vorgemischt und mit den flüssigen Kunststoffbestandteilen vermengt und in einer Form zu einer rechteckigen Platte mit einer Dicke von 20 cm bei Raumtemperatur ausgehärtet. Die erhärtete Platte hat eine Druckfestigkeit von 40 N/mm², eine Biegezugfestig keit von 20 N/mm², ein spezifisches Gewicht von 1,0 g/ltr und eine Wärmeleitfähigkeit γ=0,3 W/(mK).

Claims

1. Formmasse aus Kunststoff und Hilfsstoffen, insbesondere für Bauzwecke und zum Herstellen von Isolierschichten sowie druckfesten und wärmedämmenden Belägen und Bau teilen, gekennzeichnet durch
ca. 30 Gew.-% härtbaren Flüssigkunststoff mit einer dynamischen Viskosität von η = 500 bis 1000 mPa · s,
ca. 70 Gew.-% etwa kugelförmige, eigenporige Füllstoffe hoher Festigkeit in einer abgestuften Körnung von 0 bis 3 mm und mit einem Hohlraumgehalt von ca. 30 Vol-%.

2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Flüssigkunststoff aus einem niedermolekularen Epoxidharz besteht, das mit Polyaminen vernetzt wird.

3. Formmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe aus mindestens teilweise hohlen, annähernd kugelförmigen anorganischen Stoffen und aus Kugeln aus organischen Stoffen bestehen.

4. Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Füllstoffe Glaskugeln mit einem Durchmesser von 0,05 mm bis ,15 mm und Hohlkugeln aus Erdmetallsilikaten, insbesondere Aluminium silikat, und/oder aus Erdmetalloxiden, insbesondere Korund, mit einem Durchmesser von 0,08 mm bis 3,0 mm sind.

5. Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln aus organischen Stoffen aus geschäumtem Phenol harz bestehen und eine geschlossene Oberfläche und einen Durchmesser von 0,005 mm bis 0,25 mm haben.

6. Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Farbpigmenten.

7. Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: 55 bis 60 Gew.-% zu Hohlkugeln aufgeblähte Erdmetallsilikate und/oder -oxide;
5 bis 10 Gew.-% Hohlkugeln aus Phenolharz;
4 bis 7 Gew.-% massive Glaskugeln;
23 bis 25 Gew.-% Bisphenol AF-Harz reaktiv verdünnt;
6 bis 7 Gew.-% Polyaminhärter;
0,3 bis 1,0 Gew.-% Farbpigmente.

8. Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnung der Füll stoffe so abgestuft ist, daß sich die dichtestmögliche Lagerung ergibt.

9. Verfahren zum Herstellen eines Kunstharzbetons oder von Bauteilen aus einer Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Füllstoffe in einem Zwangsmischer trocken vorgemischt und danach die mit einem langsam laufenden Rührwerk miteinander vermischten, flüssigen Kunststoff bestandteile zugegeben und mit den Füllstoffen vermengt werden, bis eine gleichmäßige, fließfähige Masse entsteht, die danach in Formen gefüllt und der Aushärtung überlassen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die ausgehärteten Massen oder Formteile einer Wärmebehandlung (Temperung) unterzogen werden.