DK176227B1 - Bjælke indeholdende genbrugsglasfiber samt fremgangsmåde til frembringelse heraf - Google Patents

Description

i DK 176227 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til frembringelse af bærende bjælker, hvor bjælker består af et langsgående fibermateriale og mindst et udfyldningsmateriale, hvor det langsgående fibermateriale hovedsageligt forløber i bjælkens længderetning.

5

Opfindelsen angår ligeledes en bjælke med bærende egenskaber, hvor bjælken indeholder langsgående fibre, hvor bjælken indeholder et udfyldningsmateriale, hvor de langsgående fibre er fikseret af et bindemiddel.

10 US 3,783,563 beskriver frembringelse af konstruktionselementer til bygninger støbt af et plastmateriale, der er forstærket med glasfiber. Her beskrives fremstilling af forskellige bærende moduler, og deres sammenkobling i forbindelse med bygningsopførelse.

Fra blandt andet US 6,199,778 er det kendt, at glasfiber kan genanvendes som et 15 fyldmateriale efter en knusning og separering i henholdsvis glas og bindemiddel. Genbrugsglasfiber findeles til en maksimal størrelse på få millimeter.

En proces til findeling og separering er dyr og besværlig, og processen medfører et stort energiforbrug. Derfor deponeres næsten alt glasfiber affald. Der fremkommer 20 meget store mængder glasfiber affald ved f. eks produktion af vindmøllevinger, men også bortskaffelse af kasserede produkter, såsom glasfiberbåde, svævefly og nedslidte vindmøllevinger udgør et voksende problem. Ud fra at der næsten ikke sker nogen nedbrydning i naturen af glasfiber, er en deponering en udsættelse af problemet til ud i fremtiden.

25

Det er opfindelsens formål at opnå en fremgangsmåde til genanvendelse af glasfiber til fremstilling af bærende bjælker, hvor formålet ligeledes omfatter færdige bjælker, som er fremstillet af genbrugsglasfiber, hvor genbrugsglasfiberens styrkeegenskaber udnyttes i den færdige bjælke.

Det kan opnås med en fremgangsmåde, som den der er beskrevet i indledningen, hvis fremgangsmåden omfatter, at det langsgående fibermateriale indeholder genbrugsglasfiber, hvor genbrugsglasfiber kan opskæres i størst mulig længde i forhold til en bjæl- 30 2 DK 176227 B1 ke, hvor genbrugsglasfiber kan opskæres til en bredde, der er mindre end bjælkens bredde, hvor den opskåme genbrugsglasfiber kan anbringes i en form, hvor formen ligeledes opfyldes med opfyldningsmateriale i form afkort opskåret genbrugsglasfiber, hvor formens hulrum kan udfyldes med et flydende bindemiddel, der efterfølgende 5 hærder.

Herved kan opnås genanvendelse af store stykker kasseret glasfiber, idet glasfiber-stykkerne udnyttes så store som muligt i en form, hvor man primært tilgodeser, at glas-fiberstykkeme i længderetningen skal udfylde formen til at danne en færdig bjælke.

10 Ved at bjælken indeholder langsgående stykker af genbrugsglasfiber kan opnås ekstremt stor bæreevne af den færdige bjælke. I hulrum, der opstår under opfyldning af formen mellem de forholdsvis lange udskårne stykker kan der i formens centrale del være plads til optagelse af kortere stykker af opskåret glasfiberaffald. Ligeledes kan der opfyldes med kasserede glasfibermåtter, der er afklippet for eksempel under en 15 produktion af vindmøllevinger. Bindemidlet kan ligeledes være tilsat pulveriseret glas fiber inden bindemidlet bringes til at hærde. Efter fyldningen af formen vil bindemidlet reagere og kemisk danne en mekanisk fastlåsning af formens indhold af større glasfiberstykker, hvorefter der dannes en massiv bjælke, hvis primære styrkeegenskaber dannes af de langsgående stykker af genbrugsglasfiber.

20

Med fordel kan længder af opskåret glasfiber, der svarer til formens længde primært anbringes langs formens langsgående vægge. Herved kan opnås, at længderne af opskåret glasfiber i størst muligt opfang placeres, hvor spændinger vil forløbe hvis en færdig bjælke udsættes for en mekanisk påvirkning. Hvis en bjælke udformes så der 25 primært i bjælkens hjørner og langs bjælkens yderflader er anbragt forstærkninger i form af stykker af genbrugsglasfiber, der forløber over størsteparten af bjælkens længde, kan der opnås en standardbjælke, der tåler en belastning ensartet i stort set alle retninger. En bjælke af denne type kan anvendes som et bygningskonstruktionsefe-ment, hvor bjælkens egenvægt i forhold til dens bæreevne gør, at denne bjælke kan 30 indsættes og i et vist omfang erstatte bjælker, som vi kender i dag dannet af limtræ.

Bindemidlet kan tilsættes pulveriseret genbrugsglasfiber inden støbning. Herved kan opnås, at mængden af bindemiddel, der skal anvendes for fremstilling af en bærende 3 DK 176227 B1 bjælke reduceres, hvilket kan ske uden kritisk nedsættelse af styrkeegenskaber, idet bjælkens styrke primært kommer fra de langsgående opskåme stykker af glasfiber og hvor denne styrke stort set bevares uændret så længe de langsgående opskåme glasfiberstykker forbliver fastlåst i deres placering i bjælken.

5

Efter udtagelse af formen kan bjælker udvendigt med fordel blive beklædt med et tyndt lag glasfiber. Herved kan opnås et ensartet udseende af en færdig bjælke, hvor bjælkens udseende yderligere kan forbedres ved overfladebehandling, der kendes fra glasfiberindustrien i forbindelse med fremstilling af enten vindmøllevinger eller skrog 10 til både.

Efter fyldning med bindemiddel kan formen med fordel lukkes, og der kan skabes et undertryk i formen ved hjælp af en luftpumpe, hvorved overskydende luft frigives fra bindemidlet, hvor formen i forbindelse med trykudligning efterfyldes med bindemid-15 del. Herved kan opnås at eventuelle luftlommer, der er dannet i formen efter opfyldningen med bindemiddel bliver opfyldt med bindemiddel, hvorved den totale eksistens af luftblærer i det færdige produkt væsentligt reduceres, hvorved bæreevnen af den færdige bjælke sikres af ensartede høj styrke.

20 Bjælken kan i en mulig udførelsesform krumme, hvor en krum form kan tilføres opskåret genbrugsglasfiber, hvor den opskåme genbrugsglasfiber forspændes med en krumning, der modsvarer formens krumning, hvor forspændt genbrugsglasfiber kan anbringes hvor bjælkens spændinger primært forløber under bjælkens faktiske anvendelse. Herved kan opnås, at der kan fremstilles bjælker, der vil være specielt egnet 25 som overliggere til buer, hvor den krumme glasfiberbjælke kan indlægges, og hvor der ovenpå bjælken eventuelt efterfølgende opmures en mur, herved kan der i en nybygning eller ved renovering i ældre bygninger dannes buer på en enkel og effektiv måde.

En anden anvendelse af buer fremstillet af genbrugsglasfiber kan være broer til haveanlæg, hvor en eller flere buer danner det egentligt bærende broelement, hvor vandret-30 liggende bjælker, der ligger ovenover eller på anden vis i kontakt med bueme danner broens flade. Ud fra de færdige buers meget store bæreevne vil bueme kunne anvendes til konstruktion af fodgængerbroer over såvel veje som jernbaner.

4 DK 176227 B1

Opfindelsen kan ligeledes omfatte en bjælke, hvor de langsgående fibre kan dannes af genbrugsglasfiber, hvor genbrugsglasfiber med fordel kan være opklippet i længder, der svarer til bjælkens længde, hvor bjælken kan indeholde udfyldningsmateriale i form af genbrugsglasfiber med kortere længde, hvor bjælken ligeledes indeholder 5 mindst et bindemiddel. Herved kan opnås en bjælke med ekstrem stor bæreevne, hvor bjælken primært fremstilles af et genbrugsmateriale, hvor dette genbrugsmateriale kan anskaffes meget billigt, måske endda til en pris hvor man modtager betaling for at bortskaffe genbrugsglasfiberen. Herved bliver det muligt at fremstille bærende bjælker til en lav pris, der er konkurrencedygtig med eksisterende konstruktionselementer på 10 markedet.

De opklippede længder af genbrugsglasfiber kan i den færdige bjælke med fordel placeres primært langs bjælkens sider, hvor bjælkens indre kan indeholde udfyldningsmateriale, hvor udfyldningsmaterialet indeholder opklippet genbrugsglasfiber, hvor hul-15 rum mellem stykker af udfyldningsmateriale kan udfyldes med et bindemiddel, hvor bindemidlet kan indeholde pulveriseret genbrugsglasfiber. Herved kan opnås en billiggørelse af det færdige produkt, idet hulrummene i den færdige bjælke i størst mulig omfang er udfyldt med genbrugsglasfiber og hvor bindemidlet i sig selv indeholder en andel af pulveriseret glasfiber.

20

Bjælken kan være udformet med et tværprofil bestående af en øvre og en nedre langsgående sektion, hvor bjælken mellem de langsgående sektioner kan indeholde mindst en tværsektion, hvor de langsgående sektioner kan indeholde opklippede længder af genbrugsglasfiber i omtrent de langsgående bjælkers fulde længde, hvor tværsektionen 25 indeholder udfyldningsmateriale. Herved kan opnås, at der af genbrugsglasfibermateriale kan frembringes et H-profil, der har ekstrem stor bæreevne i forhold til mængden af anvendt materiale. Ud fra at materialet er ekstremt billigt er en materialebesparelse næppe et formål i sig selv, men der opnås samtidigt en væsentlig vægtbesparelse af det færdige produkt. Det betyder, at et H-profil dannet ud fra genbrugsglasfiber vil have 30 en større bæreevne i forhold til egenvægt end den traditionelle massive bjælke.

Bjælken kan indeholde mindst et rør, der omgives af opklippet glasfiber og bindemiddel, hvor røret anvendes til kabelgennemføring. Herved kan opnås, at der på en enkel 5 DK 176227 B1 og ukritisk måde kan dannes kabelgennemføringer gennem de færdige bjælker. Hvis en bjælke skal fremstilles til en hel specifik opgave kan der ved produktion af bjælken indlægges forbundne rør, således at disse rør er tilgængelige fra overfladen og overalt hvor man ønsker en elektrisk tilslutning. Hvis indlæggelse af rørene sker forholdsvis 5 med hensyntagen til bjælkernes bæreevne kan der indlægges rør i en bjælke, uden at dette påvirker bjælkens totale bæreevne i nævneværdig grad.

Anvendelsesmulighederne for glasfiberbjælker, der er fremstillet ud fra genbrugsglasfiber er utrolig store. Ud fra at råvarerne er tilstede i enorme mængder som affald fra 10 produktion af vindmøllevinger eller i forbindelse med skrotning af vindmøllevinger, skrotning af bådskrog eller skrotning af svævefly, så vil råvaremangel aldrig blive noget problem, idet mængden af glasfiber der deponeres er enorm stort. Primært i kritiske miljøer vil man med fordel kunne anvende glasfiberbjælker i f.eks. bygningskonstruktion. Her tænkes primært som bærende bjælker i forbindelse med stalde, hvor en 15 ammoniakholdig atmosfære ellers angriber traditionelle materialer. Ligeledes som bærende bjælke i bygninger, der indeholder kemiske produktionsanlæg, hvor der måske kunne frigives ætsende kemikalier, vil man med fordel kunne anvende glasfiber-konstruktioner. En anden mulig anvendelse vil være konstruktion af bæreelementer til gyllebeholdere, hvor selve gyllebeholderen måske overdækkes ved hjælp af en presen-20 ning eller et telt, der hviler på et antal stænger, der er fremstillet af genbrugsglasfiber, hvorved presenning eller telt over en gyllebeholder kan løftes fri, således at regnvand løber ud på gyllebeholderens yderside. Et låg fremstillet af genbrugsglasfiber vil have en meget lav egenvægt i forhold til eksisterende låg, hvorved hele låget inklusive presenning eller telt med en forholdsvis lille kran kan løftes ned og placeres ved siden af 25 gyllebeholderen, når der er behov for adgang til selve beholderen.

I det følgende forklares opfindelsen ud fra figurer, hvor fig. 1 viser et snit gennem en mulig udførelsesform for opfindelsen, og hvor 30 fig. 2 viser et snit gennem en alternativ udførelsesform for opfindelsen, hvor fig. 3 viser en alternativ uførelsesform for opfindelsen, hvor 6 DK 176227 B1 fig. 4 viser et snit gennem udførelsesformen på fig.3 hvor fig. 5 viser et andet snit gennem udførelsesformen fra fig. 3-4, hvor 5 fig. 5 viser yderligere en mulig alternativ uførelsesform for opfindelsen, hvor fig. 6 viser et snit gennem udførelsesformen på fig.3, hvor fig.5 viser et andet snit gennem udførelsesformen fra fig. 3-4.

10

Fig. 1 viser et snit gennem en bjælke 2, der er fremstillet ifølge opfindelsen, hvor bjælken 2 indeholder lange stykker af opskåret genbrugsglasfiber 4, hvor de langsgående stykker af genbrugsglasfiber 4 primært ligger langs bjælkens 2 ydervæge. Bjælken 2 indeholder ligeledes stykker afkort opskåret genbrugsglasfiber 6, hvor stykkerne 15 af genbrugsglasfiber er omgivet af et bindemiddel 8. Bjælken 2 indeholder ligeledes et rør 10 til kabel gennemføring.

På fig. 2 vises et snit gennem en alternativ udførelses form for en bjælke 102. hvor bjælken 102 er udformet som et H profil. Bjælken 102 indeholder langs gående styk-20 ker af genbrugsglasfiber 104 og korte stykker af genbrugsglasfiber 106. Stykkerne af genbrugsglasfiber 104 og 106 er fastlåst i et bindemiddel 108.

På fig. 3 er vist et sidebillede af en bjælke 202, der indeholder stykker af opskåret langsgående genbrugs glasfiber 204, hvor de langsgående stykker 204 er omgivet af 25 glasvæv med bindemiddel 208.

Fig. 4 viser et snit B-B gennem udførelsesformen vist på fig. 3. Her ses de langsgående glasfiber stykker 204 og det omgivende glasvæv med bindemiddel 208.

30 Fig. 5 viser et snit A-A gennem bjælken 202, der er vist på fig. 3 og 4. Her ses udstrækningen af de langsgående stykker ag opklippet genbrugsglasfiber 204, som er omgivet af glasvæv med bindemiddel 208. Genbrugs glasfiber stykkerne har en struktur retning 212.

7 DK 176227 B1 På fig. 6 er vist et sidebillede af en bjælke udformet som et H profil 302, der indeholder stykker af opskåret langsgående genbrugs glasfiber 304, hvor de langsgående stykker 304 er omgivet af glasvæv med bindemiddel 308.

5

Fig. 7 viser et snit B-B gennem udførelsesformen vist på fig. 6. Her ses de langsgående glasfiber stykker 304 og det omgivende glasvæv med bindemiddel 308.

Fig. 8 viser et snit A-A gennem bjælken 302, der er vist på fig. 3 og 4. Her ses ud- 10 strækningen af de langsgående stykker ag opklippet genbrugsglasfiber 304, som er omgivet af glasvæv med bindemiddel 308. Genbrugs glasfiber stykkerne har en struktur retning 312.

Opskæring af større glasfiber stykker kan være besværlig. Spåntagende værktøjer sli-15 des ved skæring i glas og der udvikles en høj temperatur på de skærende flader. Den høje temperatur kan medføre at glasfiberens bindemiddel smelter og afsættes på klinger eller tænder.

Gn mulig løsning på problemet kan være først at bore en række huller langs en ønsket 20 brudzone. Derefter med en vinkelsliber udstyret med en egnet klinge at skære et snit mellem hullerne. Passage af hullerne betyder at standtiden på klingen øges væsentligt.

På grund af rækken af huller opnår klingen kortvarig en nedkøling ved passage af hullerne.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til frembringelse af bærende bjælker (2, 102, 202, 302), hvor bjælker (2, 102, 202, 302) består af et langsgående fibermateriale (4, 104, 204, 303. og mindst et udfyldningsmateriale (6,106), hvor det langsgående fibermateri-5 ale (4, 104, 204, 304) hovedsageligt forløber i bjælkers (2, 102, 202, 302) længde retning, kendetegnet ved, at det langsgående fibermateriale (4, 104, 204, 304) indeholder genbrugsglasfiber, hvor genbrugsglasfiber opskæres i størst mulig længde i forhold til en bjælke (2, 102, 202, 302), hvor genbrugsglasfiber opskæres til en bredde, der er mindre end bjælkens (2, 102, 202, 302) bredde, hvor den opskåme 10 genbrugsglasfiber anbringes i en form, hvor formen ligeledes opfyldes med op fyldningsmateriale (4, 104, 204, 304) i form afkort opskåret genbrugsglasfiber, hvor formens hulrum udfyldes med et bindemiddel (8, 108,208,308), der efterfølgende hærder.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 kendetegnet ved, at længder af opskåret glasfiber (4, 104, 204, 304), der svarer til formens længde, primært anbringes langs formens langsgående vægge.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2 kendetegnet ved, at bindemidlet (8, 108, 20 208, 308) tilsættes pulveriseret genbrugsglasfiber inden støbning.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3 kendetegnet ved, at efter udtagelse af formen bliver bjælker (2, 102, 202, 302) udvendigt beklædt med et tyndt lag glasfiber. 25

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-4 kendetegnet ved, at efter fyldning med bindemiddel (8, 108, 208, 308) lukkes formen, og der skabes et undertryk i formen ved hjælp af en suge pumpe, hvorved overskydende luft frigives fra bindemidlet (8, 108, 208, 308), hvor formen i forbindelse med trykudligning efterfyldes med 30 bindemiddel (8, 108,208,308 ).

6. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-5 kendetegnet ved, at bjælken (2, 102) krummer, hvor en krum form tilføres opskåret genbrugsglasfiber, hvor den op- 9 DK 176227 B1 skårne genbrugsglasfiber forspændes med en krumning, der modsvarer formens krumning, hvor forspændt genbrugsglasfiber er anbragt primært der, hvor bjælkens spændinger hovedsageligt forløber under bjælkens faktiske anvendelse.

7. Bjælke (2, 102, 202, 302) med bærende egenskaber, hvor bjælken (2, 102, 202, 302. indeholder langsgående fibre (4, 104, 204, 304), hvor bjælken (2, 102, 202, 302. indeholder et udfyldningsmateriale (4, 104, 204, 304), hvor de langsgående fibre er fikseret af et bindemiddel (8, 108, 208, 308), kendetegnet ved, at de langsgående fibre (4, 104, 204, 304) dannes af genbrugsglasfiber, hvor genbrugs-10 glasfiber er opklippet i længder, der svarer til bjælkens (2, 102, 202, 302) længde, hvor bjælken (2,102,202, 302) indeholder udfyldningsmateriale (6,106) i form af genbrugsglasfiber med kortere længde, hvor bjælken (2,102,202, 302) indeholder mindst et bindemiddel (8, 108,208,308).

8. Bjælke ifølge krav 7 kendetegnet ved, at de opklippede længder af genbrugs- glasfiber (4, 104, 204, 304) primært er placeret langs bjælkens (2, 102, 202, 302) sider, hvor bjælkens indre indeholder udfyldningsmateriale (6, 106), hvor udfyldningsmaterialet (6, 106) indeholder opklippet genbrugsglasfiber, hvor hulrum mellem stykker af udfyldningsmateriale udfyldes med et bindemiddel (8, 108, 208, 20 308), hvor bindemidlet indeholder pulveriseret genbrugsglasfiber.

8 DK 176227 B1

9. Bjælke ifølge krav 7 eller 8 kendetegnet ved, at bjælken (2, 102, 202, 302) har et tværprofil bestående af en øvre og en nedre langsgående sektion, hvor bjælken mellem de langsgående sektioner indeholder mindst en tværsektion, hvor de langs- 25 gående sektioner indeholder opklippede længder af genbrugsglasfiber (4, 104, 204, 304. i omtrent de langsgående bjælkers (2, 102, 202, 302) fulde længde, hvor tværsektionen indeholder udfyldningsmateriale (6,106).

10. Bjælke ifølge et af kravene 7-9 kendetegnet ved, at bjælken(2, 102, 202, 302) 30 indeholder mindst et rør (10), der omgives af opklippet glasfiber (4, 104, 6, 106, 204, 304) og bindemiddel (8, 108, 208, 308), hvor rør (10) anvendes til kabelgennemføring.