DE4339916A1 - Zusammensetzung zur Herstellung von Baustoffen mit schalldämmender Wirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen für die Herstel­ lung von Baustoffen mit verbesserter Tritt- und Luftschal­ lisolierung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, um bei der Verkittung von Baukörpern auftretende Verluste im Schallschutzwert (Isolierwert) zu vermeiden.

Lärmbelästigungen stellen in der heutigen Zeit ein wachsen­ des Problem dar. Mit steigender Qualität des Lebensstan­ dards hat außerdem die Sensibilisierung gegenüber derarti­ gen Belästigungen stark zugenommen. Dementsprechend wird nach Möglichkeiten gesucht, um Wohnungen, Büros, Hotel- oder Krankenzimmer gegen Außenlärm bzw. Nachbarschaftslärm besser zu isolieren.

In zahlreichen Ländern existieren gesetzliche Schallschutz­ bestimmungen, die Mindestanforderungen an die Schallisola­ tion von Bauwerken stellen. So werden die Schallschutzbe­ stimmungen in Deutschland nach DIN 4109 festgelegt. Daraus ergeben sich die Mindestwerte in Dezibel (db), die bei­ spielsweise bei Trennwänden zwischen verschiedenen Wohnein­ heiten oder zwischen Treppenschächten und Wohnräumen ein­ zuhalten sind.

Derzeit erreicht man eine Isolierung gegen Luftschall durch dickes Mauerwerk traditioneller Bauweise, durch doppelte Mauern mit Luftkammern oder deren Verfüllung mit Mineralfa­ sern, Glasfasermatten, Textilgeweben oder anderen Isolier­ materialien. Die erste Methode benötigt viel Platz und impliziert einen Nutzflächenverlust. Die zweite Methode benötigt sogar noch mehr Fläche und führt außerdem zu einer Verteuerung der Baukosten durch mehr Material, Zeit und Arbeitsaufwand.

Eine Isolierung gegen Trittschall erreicht man durch eine entsprechende Dicke der Böden und Decken, Isolierschichten aus verschiedenen Materialien und Estriche. Diese Methoden sind komplex und teuer; die erforderlichen Bodendicken haben außerdem eine Zunahme der gesamten Bauhöhe zur Folge, was nicht selten den Verzicht auf ein Stockwerk mit ent­ sprechenden finanziellen Verlusten erfordert, um die maxi­ mal erlaubte Bauhöhe nicht zu überschreiten.

Die EP-A-0 225 404 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter gegossener Zementkörper, in denen Fasern wie Kohlefasern, Glasfasern oder keramische Fasern einheit­ lich dispergiert vorliegen.

Die EP-A-0 225 932 beschreibt asbestfreie hydraulische Schichtstoffe auf Basis von anorganischen Materialien. Die Herstellung der Schichtstoffe erfolgt nach Art der Papier­ herstellung aus wäßrigen Dispersionen, die eine schicht­ bildende anorganische Komponente, beispielsweise Silicium­ dioxid-haltiges Material, Verstärkungsfasern wie Polyacryl­ nitrilfasern, anorganisches Fasermaterial wie Glasfasern, ein Flockungsmittel und hydraulisches anorganisches Materi­ al in vorgegebenen Proportionen enthält.

Die EP-A-0 409 751 beschreibt ebenfalls Baustoffe, die mit Polyethylen-, Glas-, Kohle- oder Cellulosefasern verstärkt sind.

Die EP-A-0 522 209 beschreibt zementgebundene Baustoffe, wobei das ungehärtete Baustoffgemenge 16 bis 80 Masseteile hydraulisches Bindemittel, beispielsweise Portlandzement, mit 9 bis 30% C₃A-Anteil, 1 bis 21 Masseteile feindispersen Zusatzstoff wie Gesteinsmehle, 0,03 bis 2,0 Masseteile plastifizierendes Zusatzmittel wie Vinylpolymere und Cel­ luloseether, 0,3 bis 70 Masseteile Feinzuschlag und 3 bis 18 Masseteile Anmachwasser enthält.

Die beschriebenen Baustoffe weisen zwar gute mechanische Eigenschaften auf, eine kostengünstige Schalldämmung bei gleichzeitig geringem Nutzflächenverlust ist jedoch nicht möglich.

Um eine bessere Schalldämmung zu erreichen, werden auch sog. Schallblöcke verwendet. Hierbei handelt es sich um schwere hohle Steine mit einer Wanddicke von 17,5 bis 24 cm. Mit diesen Steinen lassen sich Schallschutzwerte von 50 bis 55 db erzielen, allerdings nur, wenn sie vollständig verfüllt sind. Eine richtige Verfüllung ist jedoch sehr zeit- und arbeitsaufwendig und in der Praxis daher kaum anzutreffen. Eine solche Mauer besitzt dann keinen Schall­ schutzwert mehr. Hinzu kommt, daß ein Mörtel, wie er zum Verfüllen geeignet ist, fließend sein muß, ein Mörtel zum Vermauern dagegen eine gewisse Festigkeit und Konsistenz aufweisen muß, damit das Gewicht darüberliegender Steine den Mörtel nicht aus den Fugen verdrängt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher dar­ in, Zusammensetzungen bereitzustellen, die die Herstellung von Baustoffen ermöglichen, die bei gegebener Dicke einen besseren Schallschutzwert als herkömmliche Baustoffe auf­ weisen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren bereitzu­ stellen, mit dessen Hilfe Verluste im Schallschutzwert bei der Verkittung einzelner Bauelemente vermieden werden kön­ nen.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine härtbare Zusammen­ setzung zur Herstellung von Baustoffen mit Schallschutz­ wirkung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zusammen­ setzung mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 95 Gew.-%, eines oder mehrerer Stoffe mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³, bevorzugt wenigstens 3,5 g/cm³, bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, Bindemittel oder Beimaterial und, gegebenenfalls, einen oder mehrere übliche Hilfs- und Zusatzstoffe umfaßt.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich überra­ schend zur Herstellung von Baustoffen mit hervorragender Schalldämmung. Unter Baustoffen werden im folgenden sowohl Formmassen wie Putze und Mörtel als auch Bau- oder Formkör­ per wie Ziegel oder Bausteine verstanden.

Die Zusammensetzung wird zweckmäßig so gewählt, daß der fertige Baustoff, bezogen auf sein Gesamtgewicht, wenig­ stens 50 Gew.-% an Stoffen mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³ enthält.

Die Stoffe mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³ sind zweckmäßig anorganischer Natur. Geeignet sind sowohl syn­ thetisch hergestellte als auch insbesondere als Mineralien natürlich vorkommende anorganische Verbindungen, beispiels­ weise Sulfide, Oxide, Hydroxide, Sulfate und Phosphate. Bevorzugt werden Verbindungen wie Hämatit, Magnetit, Goe­ thit, Mimetesit, Pyrrhotin und Pyrit eingesetzt, geeignet sind aber auch technische Abfallprodukte wie Hochofen­ schlacken, soweit sie die erforderliche Dichte aufweisen. Besonders bevorzugt wird Bariumsulfat verwendet, das in der Natur als Baryt oder Schwerspat vorkommt. Die Stoffe können gegebenenfalls auch als Mischung eingesetzt werden.

Unter Bindemittel oder Beimaterial werden die in der Baustoffindustrie üblichen bei der Herstellung von Baustof­ fen verwendeten Materialien verstanden. Geeignet sind bei­ spielsweise hydraulische und unhydraulische Bindemittel wie Zement, insbesondere Portlandzement, Kalk und Gips, sowie Tone, Lehm und Harze. Die Begriffe Bindemittel und Beimate­ rial schließen gegebenenfalls die Anwesenheit üblicher Zuschlagstoffe wie Sand als Magerungsmittel ein. Bindemit­ tel und Beimaterial können gegebenenfalls auch in Mischung eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung sollte nicht mehr als 20 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-%, an üblichen Zusatzstoffen wie Bindebeschleuniger, Farbstoffe, Elastifi­ ziermittel, Frostschutzmittel und Weichmacher enthalten.

Gegebenenfalls, insbesondere bei Anwesenheit hydraulischer Bindemittel, wird der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zum Abbinden und Härten eine geeignete Menge Wasser zugegeben. Die zuzusetzende Menge Wasser ist vom Fachmann zu bestimmen und in weiten Grenzen variierbar; sie richtet sich nach Art und Menge der anwesenden Bindemittel oder Beimaterialien; üblich sind im Bedarfsfall beispielsweise bis zu 20 Ge­ wichtsteile Wasser pro 100 Gewichtsteile erfindungsgemäßer Zusammensetzung.

Die einzelnen Bestandteile der Zusammensetzung, die, soweit es sich um Feststoffe handelt, zweckmäßig übliche Körnungen aufweisen, können in herkömmlicher Weise miteinander ver­ mischt werden. Die Zusammensetzung kann dann, gegebenen­ falls nach Formgebung, beispielsweise durch Gießen, mittels üblicher chemischer und/oder physikalischer Methoden in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Oxidation an der Luft, Polymerisation, Hydratation, Brennen oder durch Er­ hitzen unter Druck mit Wasserdampf, abbinden und/oder ge­ härtet werden. Beispielsweise kann dem Abbinden der erfin­ dungsgemäßen Zusammensetzung eine Nachbehandlung durch Brennen oder Erhitzen unter Wasserdampfdruck wie bei der Herstellung von Kalksandstein folgen.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich hervor­ ragend zur Herstellung von Baustoffen wie Ziegeln, Mauer­ steinen, Blöcken, Fertigteilen, Böden- oder Deckenelemen­ ten, Estrichen, Platten, Paneelen, Putzen und Mörtel.

Mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung lassen sich pro­ blemlos Baustoffe herstellen, die eine Dichte von 2,9 g/cm³ aufweisen. Bei Bausteinen mit einer Dicke von 6 cm ergibt sich daraus eine flächenbezogene Masse von ungefähr 170 kg/m², für die ein Schallschutzwert von 48 db erreicht wird, d. h. ein Wert, der bislang nur bei einer flächenbezogenen Masse von ungefähr 270 kg/m² und damit nur mit erheblich dickeren Mauern zu erzielen war. Bei einer Dicke des erfin­ dungsgemäßen Steins von 18 cm ergibt sich eine flächenbezo­ gene Masse von ungefähr 510 kg/m² und ein Schallschutzwert von ungefähr 60 db; um eine derartige Schalldämmung zu erreichen, waren bislang zweischalige Wände erforderlich.

Die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhältlichen Baukörper lassen sich vorteilhaft mit Baustoffen aus ande­ ren Materialien kombinieren. Zur besseren Schalldämmung können die Seitenflächen der erfindungsgemäßen Baukörper, auch wenn sie in Kombination mit Baustoffen aus anderem Material vorliegen, so ausgebildet werden, daß bei der Verfügung mit korrespondierenden Bauteilen im Fugenbereich eine Überlappung entsteht.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines kombi­ nierten Baukörpers, bestehend aus einem erfindungsgemäß erhältlichen Formteil 1 als Kern, den sichtbaren angesetz­ ten Seitenteilen aus anderem Material 2, und mit einer Gestaltung der Seitenflächen, die eine Überlappung mit korrespondierenden Bauteilen erlaubt.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines kombi­ nierten Baukörpers, bestehend aus erfindungsgemäß erhältlichen Formteilen 1 als Außenseiten und einem Kern aus einem anderen Material 2, und mit einer Gestaltung der Seiten­ flächen, die eine Überlappung mit korrespondierenden Bau­ teilen erlaubt.

Die Kombination der erfindungsgemäßen Baukörper mit Bau­ stoffen aus anderem Material kann beispielsweise in Form einer Sandwichstruktur erfolgen. Die erfindungsgemäßen Bau­ körper können dabei sowohl den Kern (Fig. 1) als auch die Außenseiten (Fig. 2) einer derartigen Struktur bilden. Auf diese Weise können die vorteilhaften Schallschutzwerte der erfindungsgemäß erhältlichen Baustoffe durch erwünschte günstige Eigenschaften anderer Baustoffe ergänzt werden. Die Kombination mit Baustoffen unterschiedlichen Materials an den Außenseiten der erfindungsgemäß erhältlichen Bau­ stoffe erlaubt ferner die leichte Ausbildung von Schlitzen oder Aussparungen in den kombinierten Baukörpern, bei­ spielsweise zum Zweck der späteren Installation von Leitun­ gen und Steckdosen, ohne daß der Schallschutzwert des Bau­ körpers beeinträchtigt wird.

In einer besonderen Ausführungsform können die erfindungs­ gemäßen Formteile mit Porenbeton kombiniert werden, der eine ausgezeichnete Wärmedämmung, jedoch sehr schlechte Schallschutzeigenschaften besitzt. Beispielsweise läßt sich ein 6 cm dicker erfindungsgemäßer Formkörper mit ein oder zwei Seitenbauteilen aus Porenbeton kombinieren, wodurch bei guter Wärmedämmung ein garantierter Schallschutzwert von 48 db erreicht werden kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Ver­ fahren zur Schalldämmung, bei dem man einen Baukörper an seinen mit anderen Baukörpern zu verfugenden Seiten derart ausbildet, daß bei der Verfügung mit korrespondierend aus­ gebildeten Baukörpern im Fugenbereich eine Überlappung erfolgt, und zwar derart, daß die verfugten Baukörper keine in Schallrichtung geradlinig durchlaufenden Fugen aufwei­ sen.

Um optimale Isolierwerte für ein Bauwerk zu erhalten, wer­ den die Seitenflächen von miteinander zu verfugenden Bau­ körpern zweckmäßig nicht geradflächig, sondern mit Vor­ sprüngen, Wölbungen, Stufen oder Aussparungen ausgebildet. Auf diese Weise kommt es bei der Verfügung mit entsprechend ausgebildeten Baukörpern zu einer Überlappung im Fugenbe­ reich, so daß die verfugten Baukörper keine in Schallrich­ tung geradlinig durchlaufenden Fugen mehr aufweisen. Es wird so eine mehrfache Brechung der Schallwellen im Fugen­ bereich erzielt, so daß diese Fugen den gleichen Schall­ schutzwert wie der Baukörper selbst haben. Um eine optimale Schalldämmung zu erreichen, bedarf es einer derartigen Ausgestaltung sowohl für die senkrechte als auch die waag­ rechte Verfügung, wobei den Gestaltungsmöglichkeiten prak­ tisch kaum Grenzen gesetzt sind.

Die verfugten Baukörper können in üblicher Weise vermörtelt werden. Das beschriebene Verfahren liefert besonders gute Ergebnisse mit den erfindungsgemäßen Baustoffen; das allge­ meine Verfahren ist jedoch nicht auf die erfindungsgemäß erhältlichen Baustoffe beschränkt und kann mit Baustoffen aller Art zu einer verbesserten Schalldämmung führen.

Die vorliegende Erfindung erlaubt demnach die Herstellung von Baustoffen, die bei gegebener Dicke einen erheblich höheren Schallschutzwert besitzen als herkömmliche Baustof­ fe. Insbesondere in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Schalldämmung können dadurch die Baudicken bei gleichbleibenden Isolierwerten beträchtlich reduziert werden. Dies hat einen geringeren Nutzflächenverlust und eine bedeutende Kostenverringerung zur Folge.

Die vorliegende Erfindung soll durch das nachfolgende Aus­ führungsbeispiel besser verständlich gemacht werden.

Beispiel

90 Gew.-% Baryt (Dichte 4,2 g/cm³) mit einer Körnung von 80 µm, 5 Gew.-% Zement, 3 Gew.-% Wasser und 2 Gew.-% Weichma­ cher wurden gemischt und zu Formkörpern der Maße 270 × 60 × 130 mm (L × B × H) gegossen. Die fertigen Formkörper besaßen ein Gewicht von 6 kg und eine Dichte von 2,9 g/cm³. Der Stein hatte zur besseren Schalldämmung waagrecht und senkrecht versetzte Ränder.

Die Schallschutzmessungen mit den hergestellte Formkörpern erfolgte nach international gültigen Normen an einer unver­ putzten Prüfwand von 400 × 300 cm Fläche und einer Wand­ stärke von 6 cm. Die flächenbezogene Masse (Wandgewicht) betrug 170 kg/m². Es wurde eine Schalldämmung von 48 db gemessen.

Claims (12)

1. Härtbare Zusammensetzung zur Herstellung von Baustof­ fen mit Schallschutzwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung mindestens 50 Gew.-% eines oder mehrerer Stoffe mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³, bis zu 50 Gew.-% Bindemittel oder Beimaterial und, gegebenenfalls, einen oder mehrere übliche Hilfs- und Zusatzstoffe umfaßt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zusammensetzung 60 bis 95 Gew. -% eines oder mehrerer Stoffe mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³, 5 bis 40 Gew.-% Bindemittel oder Beimaterial und, gegebenenfalls, einen oder mehrere übliche Hilfs- und Zusatzstoffe umfaßt.

3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin der Stoff mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³ ausgewählt ist aus Hämatit, Magnetit, Goethit, Mimete­ sit, Pyrrhotit, Pyrit, Bariumsulfat, beispielsweise als Baryt oder Schwerspat, oder Hochofenschlacken, oder aus Mischungen derselben.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Bindemittel oder Beimaterial ausgewählt ist aus Zement, Mörtel, Kalk, Gips, Tonen, Lehm oder Har­ zen.

5. Baukörper, insbesondere Ziegel, Mauersteine, Blöcke, Fertigteile, Böden- oder Deckenelemente, Estriche, Platten und Paneele, erhältlich durch Abbinden und/oder Härten einer Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Baukörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper wenigstens 50 Gew.-% eines Stoffes mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³ aufweist.

7. Baukörper nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Baustoffen aus einem ande­ ren Material kombiniert ist.

8. Baukörper, insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinen mit ande­ ren Baukörpern zu verfugenden Seiten derart ausgebil­ det ist, daß bei der Verfügung mit korrespondierend ausgebildeten Baukörpern eine Überlappung im Fugenbe­ reich erfolgt, so daß die verfugten Baukörper keine in Schallrichtung geradlinig durchlaufenden Fugen auf­ weisen.

9. Verfahren zur Herstellung von Baustoffen mit Schall­ schutzwirkung, insbesondere von Ziegeln, Mauersteinen, Blöcken, Fertigteilen, Böden- oder Deckenelementen, Estrichen, Platten, Paneelen, Putzen und Mörtel, da­ durch gekennzeichnet, daß man eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, abbinden läßt und/oder aushärtet.

10. Verwendung eines Stoffes mit einer Dichte von wenig­ stens 3 g/cm³ zur Herstellung von Baustoffen mit Schallschutzwirkung.

11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit einer Dichte von wenigstens 3 g/cm³ ausgewählt ist aus Hämatit, Magnetit, Goethit, Mimete­ sit, Pyrrhotit, Pyrit, Bariumsulfat, beispielsweise als Baryt oder Schwerspat, oder Hochofenschlacken, oder aus Mischungen derselben.

12. Verfahren zur Schalldämmung, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Baukörper an seinen mit anderen Baukör­ pern zu verfugenden Seiten derart ausbildet, daß bei der Verfügung mit korrespondierend ausgebildeten Bau­ körpern im Fugenbereich eine Überlappung erfolgt, so daß die verfugten Baukörper keine in Schallrichtung geradlinig durchlaufenden Fugen aufweisen.