EP1736603B1 - Lärmschutzwand - Google Patents

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EP1736603B1
EP1736603B1 EP05113105A EP05113105A EP1736603B1 EP 1736603 B1 EP1736603 B1 EP 1736603B1 EP 05113105 A EP05113105 A EP 05113105A EP 05113105 A EP05113105 A EP 05113105A EP 1736603 B1 EP1736603 B1 EP 1736603B1
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EP
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sound absorption
expanded clay
particle size
absorption layer
layer
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Wulf Thielhorn
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Liadur sro
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Liadur S R O
Liadur sro
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E01F8/0047—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement with open cavities, e.g. for covering sunken roads
    • E01F8/0076—Cellular, e.g. as wall facing

Definitions

  • the invention relates to a noise barrier with a load-bearing wall part of supporting concrete and a facing shell of fired expanded clay bodies and Bendeffen as sound absorption layer.
  • Noise barriers are known in which the sound absorption layer consists of cement-bound wood chips.
  • a noise protection plate in which the absorption layer consists of cement-bonded expanded clay bodies, but the expanded clay bodies are still broken after firing, thus have no regular structure and in particular no spherical shape.
  • the shape of the remaining absorption channels can not be determined, even if - if necessary, by additional measures - a minimum pore content in the absorption layer is specified.
  • the required minimum amount of binder can not be calculated concretely due to the irregular structure and juxtaposition of the pieces of expanded clay.
  • CH 671 054 discloses a noise barrier according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to avoid these known disadvantages and to disclose a noise barrier in which the long-term strength of the sound absorption layer remains practically indefinitely constant.
  • the sound channels of the sound absorption layer should be able to be adapted very accurately to the sound to be absorbed.
  • the noise barrier consists of a load-bearing wall slab made of supporting concrete and a facing shell as a sound absorption layer.
  • the sound absorption layer is provided with a profiling.
  • the profiling consists of ribs and intermediate valley areas.
  • the essential components of the sound absorption layer are fired expanded clay bodies and a binder.
  • the majority of the expanded clay body has a uniform grain size.
  • the expanded clay bodies are spherical.
  • the binder may be cementitious or made of a synthetic resin or the like.
  • the binder is disposed as a layer on the surface of the expanded clay bodies, so that sound absorption channels are present between the expanded clay bodies.
  • the sound absorption layer is also multi-layered, and consists of an inner and an outer sound absorption layer.
  • each sound absorption layer has a relatively uniform, but different sized grain size.
  • the rib tips or other protruding corners or edges of the ribs of the sound absorption layer are made of a mixture with a smaller grain size. Since more binders must be used when using smaller expanded clay bodies, the rib tips of the sound absorption layer also have a higher strength.
  • the binder and in particular the amount of the binder, is adapted to the expanded clay body or to the grain of the expanded clay body.
  • the binder should be arranged only as a layer on the surface of the expanded clay body, the total amount of the binder depends on the grain size of the expanded clay body. The smaller the grain size, the larger the total surface area of all spherical expanded clay bodies per unit volume. Since the binder is the most expensive component of the sound absorption layer, the manufacturing costs are higher when using a small grain size of the expanded clay body than with a larger grain size. It is therefore useful for cost reasons, adjust the amount of binder to the grain size of the expanded clay body.
  • Compliance with the selected grain size of expanded clay body can be done via a screening of the expanded clay after sintering of the granules.
  • the amount of the binder and the size of the sound absorption channels can be maintained relatively accurately when the expanded clay bodies are spherical, because no body parts of the expanded clay bodies can push into the sound absorption channels when compacting the sound absorption layer.
  • a further advantage is that rib tips or protruding corners or edges of the ribs can be made with increased strength, and that the manufacturing costs decrease because only the binder absolutely necessary for the strength of the rib tips of the sound absorption layer must be used, and that the Sound absorption channels should not be closed or reduced by excess binder.
  • FIGS. 1 and 3 are not part of the invention.
  • the noise barrier - like the Fig. 1, 3 and 4 show - consists of a load-bearing wall plate 1 of supporting concrete and a ceramic facing shell as sound absorption layer 2.
  • the surface 3 of the sound absorption layer 2 is provided with a profiling 4.
  • the profiling 4 consists of ribs 5 and intermediate valley regions 6.
  • the essential components of the sound absorption layer 2 are fired expanded clay bodies 7 and a binder 8.
  • the majority of the expanded clay body 7 has a uniform grain, as the enlarged sectional view of Fig. 2 shows.
  • the expanded clay bodies 7 are spherical.
  • the binder 8 is arranged as a layer 9 on the surface 10 of the expanded clay body 7, so that between the expanded clay bodies 7 sound absorption channels 11 are present.
  • the sound absorption layer 2 is formed according to the invention multi-layered, such as 3 and 4 demonstrate:
  • each sound absorbing layer 12 and 13 has a relatively uniform but different sized grain size.
  • the outer sound absorption layer 12 in FIG Fig. 3 is made of a mixture having a smaller grain size than the inner sound absorption layer 13.
  • rib tips 14 or other protruding corners or edges of the ribs consist of a mixture with a smaller grain size.
  • the binder 8 should be arranged only as a layer 9 on the surface 10 of the expanded clay body 7, the total amount of the binder 8 depends on the grain size of the expanded clay body 7. The smaller the grain size, the larger the total surface area of all spherical expanded clay bodies 7 per unit volume.

Description

    I. Anwendungsgebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Lärmschutzwand mit einem tragenden Wandteil aus Tragbeton und einer Vorsatzschale aus gebrannten Blähton-Körpern und Bendemittel als Schallabsorptions-Schicht.
    • II. Technischer Hintergrund
  • Es sind Lärmschutzwände bekannt, bei denen die Schallabsorptions-Schicht aus zementgebundenen Holzspänen besteht.
  • Nachteilig bei diesen bekannten Lärmschutzwänden ist, dass die Langzeit-Festigkeit der Schallabsorptions-Schicht durch den ständigen Feuchtigkeitswechsel der zementgebundenen Holzspäne leidet. Außerdem sind die Zwischenräume zwischen den Holzspänen sehr unterschiedlich groß, so dass die von diesen Zwischenräumen gebildeten Schallkanäle nicht - oder nur sehr gering - dem zu absorbierenden Schall angepasst werden können.
  • Darüber hinaus ist aus der AT 374218 eine Lärmschutzplatte bekannt, bei der die Absorptionsschicht aus mittels zementgebundenen Blähtonkörpern besteht, jedoch die Blähtonkörper nach dem Brennen noch gebrochen werden, somit keine regelmäßige Struktur und insbesondere keine Kugelform besitzen.
  • Damit ist die Form der verbleibenden Absorptionskanäle nicht bestimmbar, selbst wenn - gegebenenfalls durch Zusatzmaßnahmen - ein Mindestporenanteil in der Absorptionsschicht vorgegeben wird.
  • Auch die benötigte Mindestmenge an Bindemittel kann aufgrund der unregelmäßigen Struktur und Aneinanderlagerung der Bruchstücke aus Blähton nicht konkret berechnet werden.
  • In dieser Schrift ist wiederum als Stand der Technik eine Lösung beschrieben, in der eine Hohlplatte mit Kugeln als Schüttgut gefüllt ist. Die Kugeln sind dort somit also nicht miteinander verbunden.
  • CH 671 054 offenbart eine Lärmschutzwand gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe
  • Die Aufgabe der Erfindung ist, diese bekannten Nachteile zu vermeiden, und eine Lärmschutzwand zu offenbaren, bei der die Langzeit-Festigkeit der Schallabsorptions-Schicht praktisch unbegrenzt konstant bleibt.
  • Außerdem sollen die Schallkanäle der Schallabsorptions-Schicht sehr genau dem zu absorbierenden Schall angepasst werden können.
    • b) Lösung der Aufgabe
  • Diese Aufgabe wird durch Ansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Lärmschutzwand besteht aus einer tragenden Wandplatte aus Tragbeton und einer Vorsatzschale als Schallabsorptions-Schicht. Die Schallabsorptions-Schicht ist mit einer Profilierung versehen. Die Profilierung besteht aus Rippen und dazwischen liegenden Talbereichen. Die wesentlichen Bestandteile der Schallabsorptions-Schicht sind gebrannte Blähton-Körper und ein Bindemittel.
  • Der überwiegende Teil der Blähton-Körper besitzt eine einheitliche Körnung.
  • Da aus technischen und preislichen Gründen eine völlig einheitliche Körnung nur schwer einzuhalten ist, ist der Anteil der andersgrößigen Blähton-Körper in der Schallabsorptions-Schicht auf maximal 20 % begrenzt.
  • Die Blähton-Körper sind kugelförmig ausgebildet.
  • Das Bindemittel kann zementhaltig ausgebildet sein oder aus einem Kunstharz oder dergleichen bestehen.
  • Das Bindemittel ist als Schicht auf der Oberfläche der Blähton-Körper angeordnet, so dass zwischen den Blähton-Körpern Schallabsorptions-Kanäle vorhanden sind.
  • Die Schallabsorptions-Schicht ist auch mehrschichtig ausgebildet, und besteht aus einer inneren und einer äußeren Schallabsorptions-Schicht.
  • Dann besitzt jede Schallabsorptions-Schicht eine relativ einheitliche, jedoch unterschiedlich große Körnung.
  • Nur die Rippenspitzen oder andere vorstehende Ecken oder Kanten der Rippen der Schallabsorptions-Schicht bestehen aus einer Mischung mit einer kleineren Körnung. Da bei dem Einsatz von kleineren Blähton-Körpern mehr Bindemittel eingesetzt werden müssen, besitzen die Rippenspitzen der Schallabsorptions-Schicht auch eine höhere Festigkeit.
  • Bei dem Verfahren zur erfindungsgemäßen Herstellung von Lärmschutzwänden wird das Bindemittel, und dabei insbesondere die Menge des Bindemittels, auf die Blähton-Körper bzw. auf die Körnung der Blähton-Körper abgestimmt.
  • Da das Bindemittel lediglich als Schicht auf der Oberfläche der Blähton-Körper angeordnet sein soll, hängt die Gesamtmenge des Bindemittels von der Korngröße der Blähton-Körper ab. Je kleiner die Korngröße ist, umso größer ist die Gesamtoberfläche aller kugelförmigen Blähton-Körper pro Volumeneinheit. Da das Bindemittel der teuerste Bestandteil der Schallabsorptions-Schicht ist, sind die Herstellungskosten beim Einsatz einer kleinen Körnung der Blähton-Körper höher als bei einer größeren Körnung. Es ist deshalb schon aus Kostengründen sinnvoll, die Menge des Bindemittels auf die Korngröße der Blähton-Körper abzustimmen.
  • Aus dem gleichen Grund ist es notwendig, die Toleranz der Körnung - insbesondere die Korngröße - der Blähton-Körper relativ eng einzuhalten.
  • Bei großen Blähton-Körpern sind auch die die Schallabsorptions-Kanäle bildenden Zwischenräume größer als bei kleinen Blähton-Körpern. Große Schallabsorptions-Kanäle absorbieren tiefe Töne besser, während kleine Schallabsorptions-Kanäle bei hohen Tönen eine bessere Schallabsorptions-Fähigkeit aufweisen. Deshalb ist die Abstimmung der Korngröße der Blähton-Körper auf den zu absorbierenden Schall ebenfalls sinnvoll.
  • Die Einhaltung der gewählten Korngröße der Blähton-Körper kann über eine Siebung des Blähtons nach dem Sintern des Granulats erfolgen.
  • Es ist jedoch auch möglich, dass die Einhaltung der gewählten Korngröße der Blähton-Körper bereits durch eine entsprechende Granulierung des Blähtons vor dem Sintern gewährleistet werden kann.
  • Die Menge des Bindemittels und die Größe der Schallabsorptions-Kanäle können relativ genau eingehalten werden, wenn die Blähton-Körper kugelförmig ausgebildet sind, weil sich beim Verdichten der Schallabsorptions-Schicht keine Körperteile der Blähton-Körper in die Schallabsorptions-Kanäle schieben können.
  • Durch den erfindungsgemäßen Aufbau einer Lärmschutzwand - insbesondere mit einer mehrschichtig ausgebildeten Schallabsorptions-Schicht - kann die Lärmschutzwand sehr genau an den zu absorbierenden Schall angepasst werden. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass Rippenspitzen oder vorstehende Ecken oder Kanten der Rippen mit einer erhöhten Festigkeit hergestellt werden können, und dass die Herstellungskosten sinken, weil nur das für die Festigkeit der Rippenspitzen der Schallabsorptions-Schicht unbedingt notwendige Bindemittel eingesetzt werden muss, und dass die Schallabsorptions-Kanäle nicht durch überschüssiges Bindemittel verschlossen oder verkleinert werden.
    • c) Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsformen sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine Wandplatte aus Beton mit einer gerippten Vorsatzschale im Schnitt,
    Fig. 2:
    einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gefüge der Vorsatzschale, im Schnitt,
    Fig. 3 und Fig. 4:
    zwei Ausführungsbeispiele der Vorsatzschale in Schnittdarstellung
  • Die Ausführungsformen der Figuren 1 und 3 sind nicht Teil der Erfindung.
  • Die Lärmschutzwand - wie die Fig. 1, 3 und 4 zeigen - besteht aus einer tragenden Wandplatte 1 aus Tragbeton und einer keramischen Vorsatzschale als Schallabsorptions-Schicht 2. Die Oberfläche 3 der Schallabsorptions-Schicht 2 ist mit einer Profilierung 4 versehen. Die Profilierung 4 besteht aus Rippen 5 und dazwischen liegenden Talbereichen 6. Die wesentlichen Bestandteile der Schallabsorptions-Schicht 2 sind gebrannte Blähton-Körper 7 und ein Bindemittel 8.
  • Der überwiegende Teil der Blähton-Körper 7 besitzt eine einheitliche Körnung, wie die vergrößerte Schnittdarstellung der Fig. 2 zeigt.
  • Die Blähton-Körper 7 sind kugelförmig ausgebildet.
  • Das Bindemittel 8 ist als Schicht 9 auf der Oberfläche 10 der Blähton-Körper 7 angeordnet, so dass zwischen den Blähton-Körpern 7 Schallabsorptions-Kanäle 11 vorhanden sind.
  • Die Schallabsorptions-Schicht 2 ist erfindungsgemäß mehrschichtig ausgebildet, wie Fig. 3 und 4 zeigen:
  • Dann besitzt jede Schallabsorptions-Schicht 12 und 13 eine relativ einheitliche, jedoch unterschiedlich große Körnung.
  • Die äußere Schallabsorptions-Schicht 12 in Fig. 3 ist aus einer Mischung mit einer kleineren Körnung hergestellt als die innere Schallabsorptions-Schicht 13.
  • In Fig. 4 bestehen erfindungsgemäß nur die Rippenspitzen 14 oder andere vorstehende Ecken oder Kanten der Rippen aus einer Mischung mit einer kleineren Körnung.
  • Da das Bindemittel 8 lediglich als Schicht 9 auf der Oberfläche 10 der Blähton-Körper 7 angeordnet sein soll, hängt die Gesamtmenge des Bindemittels 8 von der Korngröße der Blähton-Körper 7 ab. Je kleiner die Korngröße ist, umso größer ist die Gesamtoberfläche aller kugelförmigen Blähton-Körper 7 pro Volumeneinheit.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    tragende Wandplatte
    2
    Schallabsorptions-Schicht
    3
    Oberfläche
    4
    Profilierung
    5
    Rippe
    6
    Talbereich
    7
    Blähton-Körper
    8
    Bindemittel
    9
    Schicht
    10
    Oberfläche
    11
    Schallabsorptions-Kanal
    12
    innere Schallabsorptions-Schicht
    13
    äußere Schallabsorptions-Schicht
    14
    Rippenspitze

Claims (5)

  1. Lärmschutzwand mit
    - einer tragenden Wandplatte (1) aus Tragbeton und
    - einer Vorsatzschale als Schallabsorptions-Schicht (2), bei der die Schallabsorptions-Schicht (2) aus gebrannten Blähton-Körpern (7) und einem Bindemittel (8) besteht,
    - das Bindemittel (8) als Schicht (9) auf der Oberfläche (10) der Blähton-Körper (7) angeordnet ist, so dass zwischen den Blähton-Körpern (7) Schallabsorptions-Kanäle (11) vorhanden sind, und nur soviel Bindemittel (8) vorhanden ist, wie es für die Festigkeit der Schallabsorptions-Schicht (2) notwendig ist, so dass die Schallabsorptions-Kanäle (11) zwischen den Blähton-Körpern (7) nicht durch überschüssiges Bindemittel (8) verkleinert oder verschlossen werden,
    - die Schallabsorptions-Schicht (2) mehrschichtig ausgebildet ist, wobei die Schallabsorption-Schicht (2) aus einer inneren (13) und einer äußeren (12) Schicht besteht, und eine Profilierung aufweist aus Rippen (5) und dazwischenliegenden Talbereichen (6),
    - die inneren und äußeren Schallabsorptions-Schichten (12, 13) eine jeweils einheitliche, jedoch unterschiedlich große Körnung besitzen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Blähton-Körper (7) kugelförmig ausgebildet sind, und
    - der überwiegende Teil der Blähton-Körper (7) eine einheitliche Körnung besitzt, so dass der Anteil der demgegenüber andersgrößigen Blähton-körper (7) in der Vorsatzschale bei maximal 20% liegt,
    - und nur die Rippenspitzen (14) oder vorstehende Ecken oder Kanten der Rippen der Schallassorptions-Schicht (2) aus einer Mischung mit einer kleineren Körnung bestehen.
  2. Lärmschutzwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nur soviel Bindemittel (8) vorhanden ist, wie es für die Festigkeit der Schallabsorptions-Schicht (2) notwendig ist, so dass die Schallabsorptions-Kanäle (11) zwischen den Blähton-Körpern (7) nicht durch überschüssiges Bindemittel (8) verkleinert oder verschlossen werden.
  3. Verfahren zur Herstellung von Lärmschutzwänden nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Körnung der Blähton-Körper (7) und die Menge des Bindemittels (8) aufeinander aufeinander abgestimmt werden, in dem nur soviel Bindemittel (8) eingesetzt wird, wie es für die Festigkeit der Schallabsorptions-Schicht (2) unbedingt notwendig ist, und so dass die Schallabsorptions-Kanäle (11) zwischen den Blähton-Körpern (7) nicht durch überschüssiges Bindemittel (8) verkleinert oder verschlossen werden, und
    - der überwiegende Teil der Blähton-Körper (7) eine einheitliche Körnung besitzt und der Anteil der andersgrößigen Blähtonkörper (7) gegenüber der einheitlichen Korngröße bei maximal 20% gehalten wird, und
    - die Korngröße der kugelförmigen Blähton-Körper (7) auf den zu absorbierenden Schall abgestimmt wird, indem insbesondere die Blähton-Körper (7) umso größer gewählt werden, je tiefer die Töne des zu absorbierenden Schalls sind,
    - die Schallabsorptions-Schicht (2) mehrschichtig ausgebildet ist, wobei die Schallabsorptions-Schicht (2) aus einer inneren (13) und either äußeren (12) Schicht besteht, und eine Profilierung aufweist aus Rippen (5) und dazwischenliegenden Talbereichen (6),
    - die inneren und außeren Schallabsorptions-Schichten (12, 13) eine jeweils einheitliche, jedoch unterschiedlich große Körnung besitzen,
    - und nur die Rippenspitzen (14) oder vorstehende Ecken oder Kanten der Rippen der Schallabsorptions-Schicht (2) aus einer Mischung mit einer kleineren Körnung bestehen.
  4. Verfahren zur Herstellung von Lärmschutzwänden nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Einhaltung der gewählten Korngröße der Blähton-Körper (7) über eine Siebung des Blähtons nach dem Sintern des Granulats erfolgt, und/oder
    - die Einhaltung der gewählten Korngröße der Blähton-Körper (7) bereits bei der Granulierung des Blähtons vor dem Sintern gewährleistet wird.
  5. Verfahren zur Herstellung von Lärmschutzwänden nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die inneren und äußeren Schallabsorptions-Schichten (12 und 13) aus einer Mischung mit einer innerhalb jeder Schicht relativ einheitlichen, jedoch in den verschiedenen Schichten unterschiedlich großen Körnung hergestellt wird.
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