DE69029816T2 - Bauplatte aus zement - Google Patents

Bauplatte aus zement

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine verbesserte, verstärkte Bauplatte aus Zement, wie eine Gipswandplatte, Leichtbetonplatte, gewebeverstärkte Fliesenuntergrundplatte und dergleichen. Allgemein werden solche Zementplatten an dem Rahmen eines Gebäudes befestigt und dienen als Untergrundplatte für die Installation eines Verkleidungsmaterials, wie beispielsweise Keramikfliesen, dünne Ziegelsteine, dünne Marmorplatten und Stuck. Jedoch werden sie auch ohne ein Verkleidungsmaterial mit einem Farbanstrich verwendet.
  • Spezieller betrifft die Erfindung eine Untergrundplatte aus Zement, mit einer Platte, die eine Kernschicht aus Leichtbeton aufweist, deren beiden Flächen mit einer Schicht aus einem verstärkendem Gewebe bedeckt sind, das mit der Kernschicht verbunden ist. Solche Untergrundplatten aus Zement sind in dem US-Patent Nr.3,284,980 (1966), P.E. Dinkel beschrieben. Diese Platten sind nagelbar und werden unmittelbar an den Rahmenelementen befestigt. Darüber hinaus werden diese durch Wasser im wesentlichen nicht angegriffen und finden demzufolge weitläufige Verwendung in Naßbereichen wie Duschräumen, bei Badewanneneinfassungen, Küchenbereichen und Fluren, ebenso an Gebäudeaußenflächen.
  • Untergrundplatten aus Zement werden im allgemeinen unter Verwendung eines Kerngemisches aus Wasser, Leichtzuschlagstoffen (beispielsweise expandierter Ton, expandierte Schlacke, expandierter Schieferton, Perlit, Perlen aus expandiertem Glas, Polystyren-Perlen und dergleichen) und einem Zementmaterial (beispielsweise Portland-Zement, Magnesiumzement, Aluminiumzement, Gips und Gemenge solcher Materialien) hergestellt. Sowohl Schaumbildner als auch andere Zusätze können zu dem Gemisch hinzugefügt werden.
  • Das weitläufigst verwendete verstärkende Gewebe ist ein Glasfasermull, insbesondere ein Webgeflecht aus Vinylbeschichteten Glasfasergarnen. Die Garnzahl pro 2,54 cm (Inch) des Gewebes variiert zwischen 8 x 8 und 12 x 12 je nach der Größe der Öffnungen in dem Geflecht oder Mull für den Durchgang des Bindematerials durch das Gewebe. Andere durchlässige Gewebe mit einer geeigneten Zugfestigkeit, Alkalibeständigkeit und ausreichend großen Poren oder Öffnungen können verwendet werden.
  • Sehr häufig wird das verstärkende Gewebe mit der Oberfläche der Kernschicht mittels einer dünnen Beschichtung aus Portland- Zementbrei unter oder ohne Hinzufügung einiger feiner Zuschlagstoffe verbunden. Alternativ kann das Kerngemisch ausreichend flüssig sein, so daß es durch die Öffnungen des verstärkenden Gewebes gerüttelt oder gedrückt werden kann, um das Gewebe zu bedecken und es mit der Kernschicht zu verbinden. Dies wird in dem US-Patent 4,450,022 (Galer) beschrieben.
  • Beim Anbringen von Untergrundplatten aus Zement, wie z .B. bei der Errichtung eines Wandabschnittes, ist es Standardpraxis, einen kleinen Zwischenraum (beispielsweise 3 mm (1/8")) zwischen zwei aneinanderstoßenden Platten zu lassen, der dann mit Mörtel oder dergleichen gefüllt werden muß, wobei ein Band auf dieser Fuge aufgebracht wird. Das Füllen und Bandagieren der Fugen zwischen den Platten wird durchgeführt, um die Lücke zwischen den Platten zu überbrücken und dadurch eine gleichmäßige Oberfläche zu schaffen, auf der die Keramikfliesen oder anderes Verkleidungsmaterial angebracht wird. Ein derartiges Füllen und Bandagieren ist in der Broschüre "Wonder-Board", veröffentlicht von Modulars, Inc., und in der Broschüre "Durock", veröffentlicht von der Durabond Division of U.S.G. Industries, Inc., genauer beschrieben.
  • Ebenso wird von den Herstellern von Untergrundplatten angegeben, daß das Füllen und Bandagieren der Fugen zwischen den Platten sichere Kante-zu-Kante-Verbindungen der Platten bezweckt. Dies soll eine stärkere einheitliche Wandstruktur schaffen und dadurch eine Wandoberflächenverschiebung reduzieren und ein Zerspringen der Keramikfliesen oder dergleichen verhindern.
  • Jedoch kann eine Kante-zu-Kante-Verbindung aufgrund der Art und Weise, in der die Untergrundplatten herkömmlicherweise installiert werden, nur teilweise erzielt werden. Dies ist in Fig. 1 veranschaulicht. Ein Wandabschnitt 1 umfaßt Rahmenelemente 2 (Holz- oder Stahlpfosten), eine Bodenplatte 3, eine Deckenplatte 4 und Untergrundplatten 5, die an den Pfosten mittels Nägeln oder Schrauben 6 befestigt sind. Die Untergrundplatten 5 werden herkömmlicherweise in der Waagerechten angebracht, um den Pfostenabstand, normalerweise 40,6 cm (16"), zu erfassen. Eine Lücke 7 von ungefähr 3 mm (1/8") wird zwischen den Längskanten der Platten freigelassen. Ein Problem entsteht, wenn der Versuch unternommen wird, die längs verlaufende Fuge, d.h. die Lücke 7, mit Mörtel zu füllen. Da hinter der Lücke 7 mit Ausnahme der Pfosten nur freier Raum vorhanden ist, führt dies dazu, daß der Mörtel durchfällt und daher nicht gestopft werden kann, so daß Hohlräume in der Fuge zurückbleiben. Eine Lücke 8 wird ebenso zwischen den Enden der Platten freigelassen, aber da die aneinanderstoßenden Enden 9 an einem Pfosten befestigt sind, sind die Endfugen mit einem Untergrund versehen und können dicht gefüllt werden. Alle Fugen müssen dann gemäß den Angaben des Herstellers mit einem Band 10, das normalerweise 50 mm (2") breit ist, bedeckt werden.
  • Ein weiterer Problembereich der derzeitigen Art von Untergrundplatten ist der Schritt des Bandagierens. Nicht nur, daß dies ein zusätzlicher Schritt bei der Anbringung von Keramikfliesen oder anderem Verkleidungsmaterial ist, sondern das Band stellt obendrein eine Behinderung bei den Fliesenlegearbeiten dar. Da das Band auf der Oberfläche der Untergrundplatte an den Fugen aufgebracht wird, hinterläßt es einen erhabenen Streifen oder eine Borde, was dazu führt, daß die Kratzkelle des Fliesenlegers daran hängenbleibt, wenn dieser den Mörtel zum Fliesenlegen verstreicht, was die Arbeit verlangsamt und wodurch in einigen Fällen das Band losgerissen wird. Zusätzlich stellt jeder Bandstreifen einen erhabenen Bereich auf einer andererseits flachen Oberfläche dar. Da der Fliesenleger die Fliesen in einer glatten Ebene legen muß, insbesondere auf einer ebenen Wand, muß der Mörtel zum Fliesenlegen in den bandfreien Bereichen in einer dickeren Schicht aufgetragen werden, um die erhabenen Bereiche der bandagierten Fugen auszugleichen.
  • Folglich würde die Beseitigung des Erfordernisses einer Bandagierung der Fugen zwischen den Platten die Installation von Verkleidungsmaterialien erheblich vereinfachen, wodurch die Arbeitsleistung des Installateurs gesteigert würde. Ebenso würde eine bessere Installation ermöglicht, da das Verkleidungsmaterial in einer wirklichen Ebene verlegt werden könnte.
    • STAND DER TECHNIK
  • Das US-Patent 3,284,980 (1966), P.E. Dinkel, offenbart eine gewebeverstärkte Fliesenuntergrundplatte und veranschaulicht das Bandagieren der Fugen zwischen den Untergrundplatten.
  • Das US-Patent 4,203,788 (1980), T.E. Clear, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von gewebeverstärkten Fliesenuntergrundplatten.
  • Das US-Pätent 4,450,022 (1984), R.E. Galer et al., beschreibt eine modifizierte Art einer Untergrundplatte aus Zement, bei der für das Kern- und für das Bindematerial für das verstärkende Gewebe dieselbe Zusammensetzung verwendet wird.
  • Das US-Patent 4,488,909 (1984), R.E. Galer et al., beschreibt in Spalte 4 in weiteren Einzelheiten die Zementzusammensetzung, die bei einer Untergrundplatte aus Zement verwendet wird.
  • Das US-Patent 4,518,652 (1985), M.D. Willoughby, beschreibt die Bildung einer Bauplatte aus Zement auf der Basis von Gips.
  • Das US-Patent 4,504,335 (1985), R.E. Galer, offenbart ein modifiziertes Verfahren zur Herstellung von gewebeverstärkten Untergrundplatten aus Zement.
  • Das US-Patent 4,916,004 (1990), R.P. Ensminger et al., beschreibt eine Platte aus verstärktem Zement, bei der die Verstärkung die Kanten umhüllt, jedoch in dem Kerngemisch eingebettet ist.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel meiner Erfindung ist es, ein verbessertes Mittel zur Kantenverbindung von Bauplatten aus Zement zu schaffen.
  • Ein zweites Ziel meiner Erfindung ist es, Bauplatten aus Zement zu schaffen, die eine höhere Kante-zu-Kante-Verbindungsfestigkeit aufweisen.
  • Ein weiteres Ziel meiner Erfindung ist es, das Erfordernis des Bandagierens der Fugen zwischen aneinanderstoßenden Untergrundplatten bei der Installation von Keramikfliesen oder anderen Verkleidungsmaterialien zu eliminieren.
  • Meine Erfindung umfaßt eine gewebeverstärkte Bauplatte, wie in den Ansprüchen nachstehend angegeben ist.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Platte gemäß meiner Erfindung eine Kernschicht aus einem Gemisch aus Portland-Zement und einem Leichtzuschlagstoff auf, wobei eine Schicht aus einem Glasfasermullgeflecht die Oberseite und die Unterseite der Kernschicht bedeckt und mit diesen verbunden ist, wobei das Mull ebenso die beiden Längskanten der Kernschicht umhüllt, wobei derjenige Abschnitt des Mulls, der beide Kanten umhüllt, im wesentlichen unverbunden, offen und durchlässig ist, um den Mörtel oder ein anderes Material zum Füllen der Fugen aufzunehmen.
    • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Meine Erfindung wird in Bezug auf die Zeichnung ausführlicher beschrieben, in der:
  • Fig. 1 eine Vorderansicht einer typischen Wand ist, die mit Bauplatten aus Zement errichtet wurde.
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Endabschnittes einer Bauplatte aus Zement nach dem Stand der Technik ist.
  • Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Endabschnittes einer zweiten Bauplatte aus Zement nach dem Stand der Technik ist.
  • Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht der Bauplatte aus Zement meiner Erfindung ist.
  • Fig. 5 eine Teilansicht zweier Platten meiner Erfindung im Querschnitt in aneinanderstoßender Lage ist, bevor der Mörtel zur Bildung einer Plattenfuge aufgebracht wird.
  • Fig. 6 dieselbe Ansicht wie Fig. 5 ist, die den Mörtel an Ort und Stelle in der Fuge zeigt.
  • Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer der Platten meiner Erfindung ist, die eine Eckenfuge mit einer weiteren Platte bildet.
  • Die in Fig. 1 dargestellte typische Wandbauweise wurde bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Untergrundplatte 11 nach dem Stand der Technik. Solche Platten sind normalerweise 12,7mm (1/2") dick, 91,4 cm (3 Fuß) breit und 121,9 bis 243,8 cm (4 bis 8 Fuß) lang. Ein Kern aus expandiertem Schieferton und Portland-Zement ist auf seinen beiden Flächen mit einer Schicht aus einem Glasfasergeflecht 13 bedeckt, das mit der Kernfläche mittels einer dünnen Schicht 14 aus Portland-Zementleim verbunden ist. Die Kanten 15 und Enden 16 sind unbedeckt, so daß dort der Kern 12 freiliegt.
  • Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer zweiten Untergrundplatte 17 nach dem Stand der Technik. Der Kern 18 besteht aus einer geschäumten Portland-Zement-Matrix mit expandierten Polystyren-Perlen und anderen Leichtzuschlagstoffen. Der Kern ist von einer Schicht aus einem Glasfasermull 19 umgeben, und zwar auf der Oberseite, Unterseite und den Kanten, wobei der Mull in dem Kernkomposit eingebettet und mit der Kernschicht verbunden ist. Nichts von dem Mull liegt bloß. Das eine Zementkomposit bildet den Kern 18 und die Oberflächenverbundschicht 20.
  • Meine Erfindung ist in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt. Die Abmessungen sind übertrieben dargestellt, um ihre Struktur klarer zu veranschaulichen. Die Kernschicht 22 ist ein Komposit aus einem Leichtzuschlagstoff und Portland-Zement. Sie ist mit einer Schicht 23 auf der Oberseite und 24 auf der Unterseite aus einem verstärkenden Gewebe, vorzugsweise einem Webgeflecht aus Vinyl-beschichteten Glasfasergarnen bedeckt, die jeweils mit dem Kern mittels einer Beschichtung 25 auf der Oberseite und 26 auf der Unterseite aus einem Zementmaterial verbunden ist. Typischerweise ist die gewöhnliche Verbindungsschicht eine Beschichtung aus Portland-Zementleim. Bei der Herstellung wird die Gewebeschicht 24 der Unterseite von geeigneter Größe der Länge der Platte nach um die Kante 28 geschlagen und ein schmaler Abschnitt 27 derselben wird auf die Oberseite des Kerns geschlagen. In einem vorherigen Schritt wird die Beschichtung aus Portland-Zementleim auf denjenigen Abschnitt der Gewebebahn 24 aufgetragen, der mit der Unterseite des Kerns in Berührung gebracht wird. Die zweite Gewebeschicht 23 wird auf die Oberseite des Kernes gelegt und erstreckt sich über den Abschnitt 27 der Gewebeschicht der Unterseite hinaus. Eine Beschichtung aus dem Zement wird auf das Gewebe 23 aufgetragen, wie mit 25 angedeutet ist, um dieses mit der Kernschicht 22 zu verbinden. Der übergeschlagene Abschnitt 27 wird in den Portland-Zement eingebettet und verbindet sich mit der Bahn 23. Eine der oder beide Kanten der Platte können von der Schicht 24 der Unterseite umhüllt sein. Tatsächlich ist das Gewebe viel dünner als in Fig. 4 dargestellt, und in dem fertigen Produkt ist die Oberseitenoberfläche im wesentlichen flach, wie in Figuren 5 und 6 dargestellt ist.
  • Alternativ kann die Gewebebahn 24 ausreichend groß sein, so daß sie nicht nur um die Kanten der Platte geschlagen, sondern auch auf die Oberseite des Kernes geschlagen werden kann, so daß die Kanten dieser Bahn 24 in aneinanderstoßender oder überlappender Anordnung zusammengebracht werden können, wobei dann die Schicht 23 der Oberseite eliminiert ist.
  • Das Schlüsselelement ist der Abschnitt 29 der Gewebeschicht 24. Vorzugsweise ist der Abschnitt 29 völlig frei von Zement- oder anderem Material. Jedoch ist es bei meiner Erfindung lediglich erforderlich, daß der Abschnitt 29 des Gewebes genügend offen ist, um eine Durchdringung des Gewebes mit dem Mörtel oder Leim zu ermöglichen, der zum Füllen der Fuge zwischen aneinanderstoßenden Platten verwendet wird, um eine Kante-zu- Kante-Verbindung herzustellen. Während sich etwas von der Beschichtung aus Zementmaterial, die als Brei aufgetragen wird, über einige der Öffnungen in dem durchlässigen Gewebe entlang Abschnitt 29 ausbreiten kann, wird dies normalerweise somit nicht die ausreichende Durchdringung des Gewebes mit dem Mörtel oder dergleichen zur Bildung einer guten Verbindung mit dem Geflecht der gegenüberliegenden Platte beeinträchtigen.
  • Die Gewebebahn ist nicht notwendigerweise straff um die Kante 28 gespannt. Der Abschnitt 29 ist vorzugsweise genügend lose, um einen freien Raum hinter dem Gewebe bei 21 zuzulassen, der es ermöglicht, daß Mörtel oder anderes Material, das zum Füllen der Fuge verwendet wird, mit dem Kernmaterial in Berührung kommt.
  • Figuren 5 und 6 veranschaulichen die Bildung einer Kante-zu- Kante-Verbindung zwischen zwei gewebeverstärkten Untergrundplatten. In diesem Beispiel wurde ein Gewebe aus einem Glasfasergeflecht verwendet. Eine kleine Lücke (z.B. etwa 3 mm (1/8")) wird in der Fuge 30 zwischen den beiden Platten A und B gelassen. Der Fliesenleger füllt die Fuge entweder vor oder während des Fliesenlegens aus, indem er Mörtel oder ein anderes Material zum Fliesenlegen in die Lücke preßt. Fig. 5 zeigt den Zustand der Fuge, bevor der Mörtel aufgetragen wurde, während Fig. 6 die Fuge im gefüllten Zustand zeigt. Der Mörtel 31 tritt bei Abschnitt 29a und 29b auf beiden Kanten in die Öffnungen in dem Geflecht ein, wobei er bis in einen Verbindungskontakt mit den Kanten der beiden Platten tritt, wodurch das Geflecht in dem Mörtel eingebettet wird. Die Fuge kann aufgrund der Stützwirkung des Geflechtes relativ leicht fest gestopft werden.
  • Wie in Fig. 7 dargestellt ist, kann eine Fuge vorteilhaft dort gebildet werden, wo nur die Kante einer Platte mit dem Abschnitt 29 aus offenem Geflecht versehen ist. Solch eine Situation tritt dort auf, wo zwei Platten eine Ecke bilden. Der offene Abschnitt des Geflechts nimmt den Mörtel 31a auf und hält diesen an Ort und Stelle, um die Fuge auf zufüllen.
  • Bei einem repräsentativen Herstellungsvorgang meiner Platte wird eine durchgehende Bahn aus Polyethylen-beschichtetem Papier als Trägerunterlage auf ein laufendes Förderband gelegt, eine durchgehende Bahn aus einem verstärkenden Gewebe wird auf die Papierbahn gelegt, ein Brei aus Portland-Zement wird auf die Gewebebahn gestrichen, um diese mit Ausnahme der Kantenabschnitte, die hochzuschlagen sind, zu beschichten, ein Kernkomposit wird auf die Brei-beschichtete Unterseitenbahn gelegt, der Kern wird zur gewünschten Dicke und Breite der herzustellenden Platte geformt, die Kantenabschnitte der Gewebebahn werden nach oben und über die Kanten geschlagen, wobei ein geeigneter Streifen des Gewebes auf die Oberseite der Kernschicht entlang beider Kanten überlappt, eine durchgehende Bahn aus verstärkendem Gewebe wird auf die Oberseite des Kernes gelegt, die sich genügend weit erstreckt, um die übergeschlagenen Abschnitte der unteren Bahn zu bedecken, und ein Brei aus Portland-Zement wird aufgetragen, um die Gewebeschicht der Oberseite zu beschichten und diese mit dem Kern und den übergeschlagenen Abschnitten der Unterseitenbahn zu verbinden. Die so hergestellte längliche Plattenbahn wird in Plattenlängen geschnitten und getrocknet, oder die Plattenbahn wird getrocknet und dann in Platten geschnitten.
  • Proben der Untergrundplatte aus Zement wurden kantenverbunden und auf Zugfestigkeit getestet. Die Testergebnisse, die in Tabelle 1 dargestellt sind, zeigen, daß die Festigkeit der Fuge, die durch die Kantenverbindung mit den Platten meiner Erfindung gebildet wurde, ohne Bandagierung gleich derjenigen ist oder über derjenigen von Fugen liegt, die unter Verwendung des Füll- und Bandagierverfahrens nach dem Stand der Technik gebildet wurden. Vergleich von Kante-zu-Kante-Verbindungsfestigkeiten
  • Bemerkungen:
  • Die Testergebnisse sind der Durchschnitt von zumindest drei Tests. Als Mörtel wurde "Tile Mate" Premium Dual Purpose-Feinmörtel verwendet, der von Bostik Construction Products, Co. vertrieben wird.
  • Die verwendete "Wonder-Board" -Fliesenuntergrundplatte (auch bekannt als Glasgeflecht-Mörtel-Einheit) wurde von Fin-Pan, Inc. hergestellt und von Modulars, Inc. vermarktet.
  • Das verwendete 50,8 mm (2")-Glasfaserband wird von Modulars, Inc. vermarktet.
  • Es ist somit aus den Testdaten augenscheinlich, daß sich mit meiner neuen verbesserten Untergrundplatte das Erfordernis, die Fugen zu bandagieren, erübrigt hat. Durch die von dem offenen Geflecht umhüllte Kante wird der Mörtel festgehalten, wenn er in die Fuge gepreßt wird, wohingegen bei der Art von Untergrundplatten nach dem Stand der Technik der in die Fuge gepreßte Mörtel eher öfter als nicht nach hinten herausfällt, und somit eine unvollständige Verbindung ergibt. Eine verbesserte Kante-zu- Kante-Verbindung wird ermöglicht, da der Mörtel nicht nur in Verbindungskontakt mit der Kante des Kernes gebracht wird, sondern die Mörtelfuge ebenso durch das vorhandene Geflecht verstärkt wird. Diese neue Untergrundplatte mit umhüllter Kante vereinfacht die Arbeit des Fliesenlegers und gleichzeitig wird eine strukturell stärkere Wand oder andere Struktur mit einer wirkungsvollen Kante-zu-Kante-Verbindung erreicht.

Claims (6)

1. Gewebeverstärkte Bauplatte aus Zement, mit einer Kernschicht aus Zement und einer Schicht aus durchlässigem verstärkendem Gewebe, das beide Flächen der Kernschicht bedeckt, wobei das Gewebe auch zumindest eine der beiden Längskanten der Platte umhüllt, wobei das Gewebe mit beiden Flächen des Kerns verbunden und entlang der umhüllten Längskante der Platte unverbunden ist und entlang dieser Plattenkante offen und im wesentlichen frei von dem Zementmaterial ist.
2. Platte nach Anspruch 1, wobei die Kernschicht Leichtzuschlagstoffe und Zementmaterial aufweist.
3. Platte nach Anspruch 1, wobei das Gewebe mit den Kernflächen mittels eines Zementmaterials verbunden ist.
4. Platte nach Anspruch 1, wobei das Zementmaterial Portland- Zement aufweist.
5. Platte nach Anspruch 1, wobei das verstärkende Gewebe ein Glasfasermull ist.
6. Platte nach Anspruch 5, wobei das verstärkende Gewebe ein Webgeflecht aus Vinylharz -beschichteten Glasfasergarnen ist.
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