EP2350404A1 - Wandkonstruktion aus platten - Google Patents

Wandkonstruktion aus platten

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EP2350404A1
EP2350404A1 EP08874021A EP08874021A EP2350404A1 EP 2350404 A1 EP2350404 A1 EP 2350404A1 EP 08874021 A EP08874021 A EP 08874021A EP 08874021 A EP08874021 A EP 08874021A EP 2350404 A1 EP2350404 A1 EP 2350404A1
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EP
European Patent Office
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stone
stabilized
carrier
fiber
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EP08874021A
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English (en)
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EP2350404B1 (de
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Mera Kuse
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Technocarbon Technologies GbR
Original Assignee
Technocarbon Technologies GbR
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a novel wall construction.
  • This wall construction is used in the construction of, for example, buildings or houses.
  • Previous wall constructions have a massive construction with concrete or brick, which are equipped from the outside with insulating material.
  • the new wall is formed of a symmetrical sandwich of pressure-stable plates, which are held at a certain distance. Between the plates is the insulating layer, which stiffens the structure over the cross-section.
  • the two plates absorb the compressive forces and are made of particularly pressure-resistant material such as natural stone, artificial stone of all kinds,
  • the present invention proposes a way of such thinly laid stone or stoneware slabs or ceramic or artificial stone slabs, which are sustainably stabilized in a low-cost manner, and on here proposed way to become self-supporting wall element.
  • the stone, the ceramic or the glass and other pressure-resistant materials - generally drawn here as the stoneware - which previously meant purely as facade cladding additional weight for the construction of buildings, is now itself the load-bearing element of the house wall.
  • the invention proposes with a symmetrical wall structure, wherein the feature of the flatness of the stone slab in wide temperature and pressure ranges to an essential core of the invention, in combination with a second characterizing
  • the way ensures that the earthenware is stabilized under a variety of thermally induced mechanical loads, as well as purely mechanical loads that they suitable for the respective use and loading cases, stabilization against mechanical destruction by tearing the wall plate on the one hand, and in particular be additionally protected against thermal bending.
  • the dimensional stability at temperature difference on the wall inside and outside of the wall and also related temperature changes on the wetted side is also of characterizing
  • the core of the solution which is the most suitable stabilizing jacket for such self-supporting walls in sandwich construction, is to keep the overall expansion coefficient of the inner and outer plates as small as possible and, in particular, as equal as possible, ideally ideally close to zero.
  • the invention is based on the stabilization of a symmetrical structure of two earthenware plates by a partially or completely applied to the earthenware fibrous carrier material, which makes it possible to keep the earthenware material required for the stabilization of thin earthenware as thin as possible or light and material-saving and by an additional light and insulating carrier layer in the middle over the cross section toothsteifen so that the overall construction can bend as little as possible in order to withstand and compensate for the acting buckling loads, including those caused by temperature differences or temperature changes.
  • the invention filed for registration relates to the construction sector, in particular the building construction, more precisely the building of houses with service buildings,
  • Core of the invention relates to a novel technique for creating a house wall as a building element, with the functions of static load transfer and the facade with all the functions of a building envelope and the corresponding physical requirements according to the current standards.
  • the wall elements are prefabricated and finished in construction.
  • the ceiling constructions are placed on the wall elements.
  • the wall elements combine all structural and structural requirements in a sandwich construction.
  • the outer thin slices of earthenware or other pressure-resistant materials mainly take over the normal forces (disk forces). They can be used directly as finished surfaces for visibility indoors and outdoors.
  • the core of the sandwich for example, is a shear-resistant, heat-insulating foam, which is rigidly connected to the outer panes. With the core, the thrust forces off Bending stresses added, it results in a sufficient bending stiffness across the element. The element is thus secured against buckling and it can be horizontally across the element occurring loads such as wind loads recorded.
  • Sandwich element brings the vertical loads symmetrically on the panes without creating a physically unbearable thermal bridge.
  • the watertightness, vapor-tightness is ensured by interaction of the sandwich materials with special connection details.
  • the load level without additional static structures lies with working loads
  • the elements are built by the static principle as pendulum supports in the ceilings held up and down.
  • the thermal insulation values can reach Minergiestandard.
  • the thin discs consist of a pressure- and shear-resistant, waterproof material such as concrete, natural stone, glass, ceramics.
  • the sandwich core consists of a shear-resistant, highly heat-insulating construction, usually made of a sufficiently solid foam.
  • the load introduction consists of a thermally weakly conductive pressure- and shear-resistant element made of GRP or wood or a truss.
  • connections between the panes and the load introduction, the panes and the sandwich core are produced by means of permanent butt-resistant bonds. Commercially available bonds are used.
  • the element can meet all the requirements of a house wall with 15 - 20% of the usual weight and thus material consumption be built.
  • the element still saves 20 - 50% space over comparable constructions.
  • the element and the individual components are easy to separate and reuse for comparable use.
  • the element has a finished surface Finnish on sight.
  • technical installations can be flexibly accommodated.
  • the elements allow a very fast construction progress.
  • insulating layers it is possible to use all possible cross-section stiffening solutions, for example also straight, corrugated or honeycomb paper materials, a wide variety of pressure-stable foams, wood frames with cavities in combination with rock wool, sheep wool, straw or other modern insulating materials and constructions.
  • the expanded glass to mention which is characterized by low specific weight by an additionally usable high pressure stability and thereby brings very good heat insulating properties with a very low expansion coefficient.
  • fiber materials with resin matrix such as glass fiber or aramid fiber laminates, carbon fibers or stone fibers, as well
  • Natural fiber materials that stabilize the stone over a large area and prevent it from expanding The natural stone itself has a very low expansion modulus, which can be brought to zero with the fiber stabilization, since natural stone is compressible due to its porous structure.
  • a corresponding bias voltage can be brought into the composite of fiber matrix and stone, a temperature-induced expansion of the flagstone is minimized.
  • the result is a pressure- and tension-loadable plate, which in normal application cases a sufficient stabilization of the earthenware against tearing and breakage guaranteed.
  • a support material which has a similar low expansion coefficient, as the stone plate to be stabilized and which has a very low specific gravity. That low weight combined with a low expansion coefficient is also to
  • Core of the invention of the invention of this new wall construction such as the symmetrical overall structure.
  • carrier consists - as described, for example, in patent application EP 106 20 92 - of a fiber-reinforced matrix which is a synthetic resin or optionally itself
  • Ceramic material is. There are e.g. Carbon fibers are used which can withstand high tensile loads and can be used under the influence of heat, but can also be used as a heat source
  • thermally stable epoxy resins polyester resins, resins based on phenol, polyimide, cyanate, melamine, polyurethane or silicone, called matrix, in combination with z.
  • Carbon fibers which have a negative coefficient of thermal expansion, such a secure stabilization of very large stone slabs is possible. It is also the requirement to optimize the mechanical strength and temperature resistance of thin stone structures so that the total coefficient of expansion of the plate is controlled in wide temperature ranges to avoid the bowls of the overall plate and still realize a lightweight construction.
  • the invention in the dependent claims describes a suitable solution
  • One of the many possible embodiments of the invention describes a plate of stoneware (1), which is stabilized on one side with a carbon fiber roving (2) (Fig. 1, construction in cross section).
  • the connection between stone and fiber is produced by a temperature-stable epoxy resin matrix, which can be subjected to thermally stable depending on the field of application and their total coefficient of expansion of fiber and matrix is, if possible, smaller than that of the flagstone to be stabilized.
  • a temperature-stable epoxy resin matrix which can be subjected to thermally stable depending on the field of application and their total coefficient of expansion of fiber and matrix is, if possible, smaller than that of the flagstone to be stabilized.
  • PUR foam (3) the plate is additionally mechanically stabilized by means of an epoxy-resin adhesive bond (4) and with the aid of an additional
  • FIG.2 shows the embodiment shown in Fig. 1 of the invention with another solution for the introduction of force into the wall of the house, which is necessary by the pressure of the ceilings above and other floors.
  • the figure shows two more or less large thin stabilized stone slabs (1) which are stiffened over an insulating layer of foam material (3) by the plates with a layer of construction adhesive (4) are connected.
  • a plywood block (5) with a sheath made of carbon fiber matrix forms the force transmission into the two stone slabs via the fiber coating of the stone slabs.
  • On a tilting bearing (6) is the weight of the concrete floor (7) and the wall (8) for the floor above.
  • Fig. 3 shows the same arrangement as Fig. 2 with a

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Abstract

Die Erfindung beschreibt den Bau von mehr oder weniger dünnen Hauswänden, deren tragende Platten so stabilisiert sind, dass sie eine isolierende Mittel-Schicht zur Aussteifung über den Querschnitt nutzen. Dabei finden insbesondere Natursteinplatten Verwendung, die mit Hilfe von Faser-Armierung zum selbsttragenden Wand- und Fassadenelement werden. Faserstabilisierte Steinscheiben mit isolierender Schicht aus Schaummaterial in der Mittelschicht werden symmetrisch aufgebaut und so dimensioniert, dass sie Traglasten und Knickkräfte bei vergleichsweise sehr geringem Gewicht aufnehmen können.

Description

Wandkonstruktion aus Platten
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Wandkonstruktion. Diese Wandkonstruktion kommt zum Einsatz beim Bau von zum Beispiel Gebäuden oder Häusern. Bisherige Wandkonstruktionen weisen einen massiven Bau mit Beton oder Ziegel auf, die von aussen mit Isoliermaterial bestückt werden. Im Unterschied hierzu wird die neue Wand aus einem symmetrischen Sandwich aus druckstabilen Platten gebildet, die in einem bestimmten Abstand gehalten sind. Zwischen den Platten befindet sich die isolierende Schicht, die die Konstruktion über den Querschnitt aussteift. Die beiden Platten nehmen die Druckkräfte auf und bestehen aus besonders druckstabilem Material wie Naturstein, Kunststein aller Arten,
Beton und sonstigem Steingut, sowie Keramik bis hin zu glashaltigen Substanzen oder Glas - im folgenden Steingut genannt - die zwar druckstabil, in der Regel aber auch durch eine spröde und bruchgefährdete Struktur gekennzeichnet sind Hier sind besonders Natursteine wie Granit, granitähnliche Gesteine wie Gneis, sowie Marmor, Kalkstein, hochdruckfeste moderne Keramiken, Glaskeramik oder Glas zu erwähnen, sowie alle sonstigen Materialien aus Stein oder Keramik, natürlich oder künstlich entstandenem Steingut. Diese Materialien zeichnen sich einerseits durch eine hohe Belastbarkeit bei Druckbeanspruchung bei einem vergleichsweise geringen spezifischen
Gewicht aus, solche Materialien sind aber auch relativ instabil bei Zug- und Biegebelastung, insbesondere dann, wenn Sie möglichst dünn gehalten werden sollen und materialsparend und insbesondere so leichtgewichtig wie möglich ausgelegt werden sollen. Dabei handelt es sich vorwiegend um dünne Steingutplatten, die bisher im
Fassadenbau zu rein dekorativen Zwecken Verwendung finden und zusätzlich an tragenden Wandstrukturen angebracht werden. Die vorliegende Erfindung schlägt einen Weg vor, solche dünn ausgelegten Stein bzw. Steingutplatten oder Keramik- bzw. Kunststeinplatten, die nachhaltig auf preiswerte Weise stabilisiert werden, und auf dem hier vorgeschlagenen Weg zum selbsttragenden Wandelement werden. Der Stein, die Keramik oder das Glas und sonstige druckstabile Materialien, - generell hier als das Steingut gezeichnet - welches bisher rein als Fassadenverkleidung zusätzliches Gewicht für den Bau von Gebäuden bedeutet, wird nunmehr selbst zum tragenden Element der Hauswand.
Wichtig ist dabei, dass solche Wandelemente in weiten Temperaturbereichen formstabil bleiben und der "Bi-Metalleffekt" unterdrückt wird. Um dieses Ziel zu erreichen ist es nicht nur nötig, die Steingutplatten oder Keramikplatten gegen Zug und damit verbundenen Bruch zu stabilisieren, sondern auch einen auf der zu stabilisierenden
Steinseite an der Grenzfläche zwischen zu stabilisierendem Stein und Stabilisator einen Druckgradienten einzustellen, der praktisch gegen Null geht, damit die Steinlatte weder zu der einen Seite, noch zu der anderen Seite, auch bei wechselnden Temperaturen, gebogen wird und somit die sichtbare Fläche großflächig gerade und eben bleibt.
Einen solchen Weg schlägt die Erfindung mit einem symmetrischen Wandaufbau vor, wobei das Merkmal der Ebenheit der Steinplatte in weiten Temperatur- und Druckbereichen zu einem wesentlichen Kern der Erfindung wird, in Kombination mit einem zweiten kennzeichnenden
Merkmal der Nutzung des Fassadenelements selbst als tragendes Teil. Der Weg gewährleistet, daß das Steingut unter den unterschiedlichsten thermisch bedingten mechanischen Belastungen, sowie auch rein mechanischen Belastungen so stabilisiert wird, daß sie durch eine, für die jeweiligen Einsatz- und Belastungsfälle geeignete, Stabilisierung vor mechanischer Zerstörung durch Reißen der Wandplatte einerseits, und insbesondere auch zusätzlich vor thermisch bedingtes Verbiegen geschützt werden. Die Formstabilität bei Temperaturunterschied auf der Wandinnen- und Wandaußenseite und auch damit bedingter Temperaturänderungen auf der wettabhängigen Seite ist dabei ebenfalls von kennzeichnender
Bedeutung. Kern der Lösung, das für solche selbsttragenden Wände in Sandwichbauweise am besten geeignete Stabilisierungsmantel zu finden ist es, den Gesamtausdehnungskoeffizient der inneren und äußeren Platte möglich klein und insbesondere möglichst gleich, also idealerweise fast bei Null zu halten. Die Erfindung basiert auf der Stabilisierung von einem symmetrischen Aufbau von zwei Steingutplatten durch ein teilweise oder ganzflächig auf dem Steingut aufgebrachtes faserhaltiges Trägermaterial, welches ermöglicht, das für die Stabilisierung von dünnen Steingutmaterialien benötigte Steingutmaterial möglichst dünn bzw. leicht und materialsparend zu halten und durch eine zusätzliche leichte und isolierende Trägerschicht in der Mitte über den Querschnitt so auszusteifen, dass die Gesamtkonstruktion sich möglichst wenig biegen kann, um den einwirkenden Knickbelastungen, auch solchen , die durch Temperaturunterschiede oder Temperaturänderungen entstehen, zu widerstehen und auszugleichen.
Durch den Stand der Technik ist beschrieben, wie Ziegelbauweise mit aufgemauerten Steinen, vor Ort aus Beton gegossene Wandelemente oder Fertigbauteile aus Beton, sowie gemauerter Stein-, Glas- oder Keramikbauweise, die statisch-dynamische Lasten aufnehmen müssen, Verwendung finden. Fachwerke aus Stahlkonstruktionen und Holz finden bereits Anwendung. Bekannt sind bisher Wandkonstruktionen, die über den Querschnitt massiv ausgeführt werden, um die Druckbelastungen aufzunehmen. Solche Wände werden dann unter Umständen zusätzlich einseitig mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen, der Gesamt- Aufbau ist in der Regel dann im Querschnitt unsymmetrisch. Solche Wände können zusätzlich durch Verkleidungen optisch aufgewertet werden, was häufig mit Natursteinplatten oder anderen Steingutplatten ausgeführt wird.
Bisher nicht bekannt sind Bauformen, bei denen zum Beispiel die Natursteinplatte selbst zum tragenden Element wird und damit zwei
Funktionen erfüllt, einmal die statischen Notwendigkeiten beim Hausbau optimal zu übernehmen und gleichzeitig eine optimale Optik zu bieten.
Die optimale Statik wird damit erreicht, dass eine solche Natursteinplatte zum Beispiel aus Granit eine doppelt so hohe Tragkraft besitzt, wie eine vergleichbare Betonplatte gleichen Gewichts. Dadurch wird leichteres, höheres und raumgewinnendes Bauen möglich, im Vergleich zur klassischen
Beton und Ziegelbauweise. Auch im Vergleich zum Bauen mit Stahl wird
Gewicht und Raum gespart, weil zum Beispiel Granit mit einem spezifischen Gewicht von Aluminium um einen Faktor 2,7 leichter ist als Stahl, dabei aber eine Druckstabilität besitzt, die dem von Baustahl sehr nahe kommt.
Es folgt eine bautechnische Beschreibung der Wandkonstruktion. Die zur Anmeldung gebrachte Erfindung betrifft den Bausektor, darin insbesondere den Hochbau, genauer den Hausbau mit Dienstleistungsgebäuden,
Wohnhäusern, Pavillons, Hallen und jegliche Art von Gebäuden allgemein. Kern der Erfindung betrifft eine neuartige Technik zur Erstellung einer Hauswand als Gebäudeelement, mit den Funktionen der statischen Lastabtragung und der Fassade mit allen Funktionen einer Gebäudehülle und den entsprechenden physikalischen Anforderungen gemäss den aktuellen Normierungen.
Die Wandelemente werden vorfabriziert und am Bau fertig versetzt. Die Deckenkonstruktionen werden auf die Wandelemente aufgesetzt. Die Wandelemente vereinigen alle statischen und bauphysikalischen Anforderungen in einem Sandwichaufbau. Die äusseren dünnen Scheiben aus Steingut oder sonstigen druckstabilen Materialien übernehmen hauptsächlich die Normalkräfte (Scheibenkräfte). Sie können direkt als fertige Oberflächen auf Sicht im Innen- und Aussenbereich genutzt werden. Den Kern des Sandwiches bildet zum Beispiel ein schubsteifer wärmedämmender Schaum, der schubsteif mit den äusseren Scheiben verbunden ist. Mit dem Kern werden die Schubkräfte aus Biegebeanspruchungen aufgenommen, es ergibt sich eine ausreichende Biegesteifigkeit quer zum Element. Das Element ist damit gegen Knicken gesichert und es können horizontal quer zum Element auftretende Lasten wie zum Beispiel Windlasten aufgenommen werden. Die Lasteinleitungs- und Lastausleitungskonstruktion von den Geschossdecken auf dieses
Sandwichelement bringt die Vertikallasten symmetrisch auf die Scheiben ohne eine bauphysikalisch untragbare Wärmebrücke zu erzeugen. Die Wasserdichtigkeit, Dampfdichtigkeit wird durch Zusammenwirken der Sandwichmaterialien mit speziellen Verbindungsdetails gewährleistet. Das Lastniveau ohne zusätzliche statische Strukturen liegt bei Gebrauchslasten
>= 75 kN/m. Die Elemente werden vom statischen Prinzip als Pendelstützen in den Decken oben und unten gehalten eingebaut. Die Wärmedämmwerte können Minergiestandard erreichen. Die dünnen Scheiben bestehen aus einem druck- und schubfesten, wasserdichten Material wie zum Beispiel Beton, Naturstein, Glas, Keramik.
Sie werden gesichert über Bewehrungen gegen Zugbeanspruchungen aus thermisch asymmetrischen Verformungen und gegen Zugspannungen im Bereich der Spannungsverteilung in den Lasteinleitungszonen, die zu unangekündigten Totalsprödbrüche führen könnten. Ebenso können Imperfektionen im Material und in der Konstruktion überbrückt werden und es wir ein gutmütiges möglichst duktiles Materialverhalten erzeugt. Der Sandwichkern besteht aus einem schubsteifen, hoch wärmedämmenden Aufbau, in der Regel aus einem ausreichend festen Schaum. Die Lasteinleitung besteht aus einem thermisch schwach leitenden druck- und schubsteifen Element aus GFK oder Holz oder einem Fachwerk.
Die Verbindungen zwischen den Scheiben und der Lasteinleitung, den Scheiben und des Sandwichkerns werden über dauerhafte schubsteife Verklebungen hergestellt. Es kommen handelsübliche Verklebungen zum Einsatz. Das Element kann unter Erfüllung aller Anforderungen an eine Hauswand mit 15 - 20% des sonst üblichen Gewicht und damit Materialverbrauchs gebaut werden.
Das Element spart weiterhin 20 - 50% Platz gegenüber vergleichbaren Konstruktionen. Das Element und die einzelnen Bestandteile sind einfach zu trennen und einer vergleichbaren Nutzung wieder zuzuführen. Das Element hat ein fertiges Oberflächenfinnisch auf Sicht. Im Element können haustechnische Installationen flexibel untergebracht werden. Die Elemente erlauben einen sehr schnellen Baufortschritt.
Als isolierende Schichten können alle möglichen über den Querschnitt aussteifenden Lösungen angewendet werden, beispielsweise auch gerade, gewellte oder wabenförmige Papiermaterialien, die verschiedensten druckstabilen Schäume, Holzrahmen mit Hohlräumen in Verbindung mit Steinwolle, Schafswolle, Stroh oder sonstigen modern werdenden Isoliermaterialien und Konstruktionen. Hier ist insbesondere auch das Blähglas zu erwähnen, welches sich bei geringem spezifischen Gewicht durch eine zusätzlich nutzbare große Druckstabilität auszeichnet und dabei sehr gute wärmeisolierende Eigenschaften bei einem sehr geringen Ausdehnungskoeffizienten mitbringt.
Für die Stabilisierung der Steinplatten selbst wird die Verwendung von Fasermaterialien mit Harzmatrix vorgeschlagen, wie Glasfaser- oder Aramidfaserlaminaten, Carbonfasern oder Steinfasern, sowie
Naturfasermaterialien, die den Stein grossflächig stabilisieren und an der Ausdehnung hindern. Der Naturstein selbst hat ein sehr geringes Ausdehnungsmodul, welches mit der Faserstabilisierung auf Null gebracht werden kann, da Naturstein aufgrund seiner porösen Struktur komprimierbar ist. In dem Fall, dass der Faserzug entsprechend gross wird und die richtige Faser verwendet wird, bzw. mit Hilfe der Faser eine entsprechende Vorspannung in den Verbund aus Fasermatrix und Stein gebracht werden kann, wird eine temperaturbedingte Ausdehnung der Steinplatte minimiert. Das Ergebnis ist eine druck- und zugspannungsbelastbare Platte, die in normalen Anwendungsfallen eine ausreichende Stabilisierung des Steinguts gegen Reissen und Bruch gewährleistet. Damit wird diese Platte im symmetrsichen Gesamtverbund - faserstabilisierte Steinplatte - Isolationsquerschnitt - weitere faserstabilisierte Steinpllatte - nicht nur aus Sicht der Optik im Innenbereich und Aussenbereich attraktiv, sondern es wird eine völlig neuartige Wandkonstruktion darstellt, die bei gleicher Tragkraft etwa zweifach leichter ist bzw. dünner gehalten wedren kann, als herkömmliche Hauswände und Gebäudekonstruktionen.
Die Aufgabe, der Neigung von dünnen Naturstein-, Glas- und/oder Keramikplatten zum Brechen oder Reißen durch wesentlich leichtere Bauformen sicher entgegenzuwirken, wird durch verbesserte stabilisierende
Eigenschaften des Trägers gelöst. Zu diesem Zweck wird ein Trägermaterial eingesetzt, welches einen ähnlich geringen Ausdehnungskoeffizienten hat, wie die zu stabilisierende Steinplatte und welches ein sehr geringes spezifisches Gewicht hat. Dass geringe Gewicht kombiniert mit einem geringen Ausdehnungskoeffizienten wird ebenso zum
Kern der Erfindung der Erfindung dieser neuen Wandkonstruktion, wie der symmetrische Gesamtaufbau.
Das Trägermaterial, im folgenden Träger genannt, besteht - wie zum Beispiel in der Patentanmeldung EP 106 20 92 beschrieben - aus einer faserverstärkten Matrix, die ein Kunstharz oder gegebenenfalls selbst ein
Keramikmaterial ist. Es kommen dabei z.B. Carbonfasern zum Einsatz, die hohe Zugbelastungen standhalten und sich unter Wärmeeinwirkung z u s a m m e n z i e h e n , a l s o e i n e n n e g a t i v e n
Temperaturausdehnungskoeffizienten besitzen und eine mehr oder weniger dünne Steinplatte nachhaltig stabilisieren. Dadurch wird die Platte insbesondere gegen Risse durch Überdehnung und Hitzeeinwirkung geschützt, sowie dem Bruch durch mechanische Belastung senkrecht auf das Steingut entgegengewirkt. Zusätzlich müssen solche Platten - je nach Anwendungsfall - zusätzlich für mechanische Beanspruchungen - wie in der EP 106 20 92 mit einer Sandwicheinlage beschrieben - statisch (auch gegen Knickkräfte) stabil gemacht werden. Dies geschieht bei dieser Erfindung durch eine Schicht, die aus den oben skizzierten Lösungen für Isolationsmaterialien besteht.
Mit Hilfe des Einsatzes von zum Beispiel temperaturstabilen Epoxidharzen, Polyesterharzen, Harzen auf Phenol-, Polyimid-, Cyanatester-, Melamin-, Polyurethan- oder Silikonbasis, genannt Matrix, in Kombination mit z. B.
Carbonfasern, die einen negativen Temperaturausdehnungskoeffizienten haben, wird eine solche sichere Stabilisierung auch von sehr grossen Steinplatten möglich. Es wird darüber hinaus die Forderung erfüllt, die mechanische Belastbarkeit und Temperaturbelastbarkeit von dünnen Steintragwerken so zu optimieren, daß der Gesamt- Ausdehnungskoeffizient der Platte in weiten Temperaturbereichen kontrolliert wird, um das Schüsseln der Gesamt-Platte zu vermeiden und trotzdem eine Leichtbauweise zu realisieren. Um die Druckkräfte, die von einer solchen Hauswand aufgenommen werden müssen, in die Wand einzuleiten, beschreibt die Erfindung in den Unteransprüchen eine geeignete Lösung mit
Hilfe von Fachwerken aus GFK-Teilen oder Vollmaterial, zum Beispiel aus Carbon-verstärktem Holz, welches einerseits eine hohe Druckbelastbarkeit und andererseits möglichst isolierende Eigenschaften besitzen muss, um die Kraft einerseits wirkungsvoll in die faserverstärkten Steinplatten einzuleiten und trotzdem Wärmebrüchen zu verweiden, um keinerlei Konsenswasser- und damit Schimmelbildung zuzulassen. Die Gesamtkonstruktion der hier beschriebenen neuartigen Wandkonstruktion trägt dem Umstand Rechnung, dass die notwendige Dampfsperre durch die Fasermatrix eingebaut ist. Die Steinplatten selbst können eine gewisse Menge Wasser absorbieren und wieder abgeben und wirken damit regulierend auf den Feuchtigkeitshaushalt im Innenraum. Nach aussen hin haben die Steinplatten die gleiche Wirkung und können damit im Sommer zur Kühlfläche werden, wenn die in dem Stein befindliche Feuchtigkeit verdunstet. Wenn geeigneter Granit zur Anwendung kommt, dann sind solche Hauswände absolut frostsicher und korrosionsfrei und altern quasi nicht, insbesondere dann, wenn sie an der
Aussenseite poliert sind. Eine der vielen möglichen Ausführungen der Erfindung beschreibt eine Platte aus Steingut (1), die einseitig mit einem Carbonfaserroving (2) stabilisiert wird (Abb. 1, Aufbau im Querschnitt). Die Verbindung zwischen Stein und Faser wird durch eine temperaturstabile Epoxidharzmatrix hergestellt, welche sich je nach Einsatzgebiet entsprechend thermisch stabil belasten lässt und deren Gesamt-Ausdehnungskoeffizent von Faser und Matrix nach Möglichkeit kleiner dem der zu stabilisierenden Steinplatte ist. Durch eine weitere Schicht aus Isoliermaterial, zum Beispiel PUR-Schaum (3) wird die Platte mit Hilfe einem Epoxid-Harz Klebverbindung (4) zusätzlich mechanisch stabilisiert und mit Hilfe einer zusätzlichen - nach
Möglichkeit gleichen oder identischen - stabilisierten Steinplatte (1) im Aufbau symmetrisch zu einer Hauswand aufgebaut. Krafteinleitungselemente (5) aus GFK-Profilen sorgen für die Aufnahme der Lasten in die Steinplatten über die Faser-Matrix (2). Über ein Kipplager (6) aus CFS (Carbonfaser ummanteltem Stein) oder Stahl (20/60) werden die
Lasten der darüberliegenden Decke (7) und Wandelemente oberer Stockwerke (8) auf die Krafteinleitungselemente (5) gebracht. Zusätzliche Austeifungen (9) können die Träger zusätzlich aussteifen oder auch kraftschlüssig in gewissen Abständen verbinden. Abb.2 zeigt die in Abb. 1 gezeigt Ausführung der Erfindung mit einer anderen Lösung für die Krafteinleitung in die Hauswand, die durch den Druck der darüber liegende Decken und weitere Stockwerke notwendig wird. Die Abb. zeigt zwei mehr oder weniger große dünne stabilisierte Steinplatten (1), die über eine isoliernden Schicht aus Schaummaterial (3) ausgesteift werden, indem die Platten mit einer Schicht aus Baukleber (4) verbunden werden. Ein Schichtholzklotz (5) mit einem Mantel aus Carbonfasermatrix bildet über die Faserbeschichtung der Steinplatten die Krafteinleitung in die beiden Steinplatten. Auf einem Kipplager (6) liegt das Gewicht der Betondecke (7) und der Wand (8) für das darüberliegende Stockwerk. Abb. 3 zeigt die gleiche Anordnung, wie Abb. 2 mit einem
Fachwerk aus Carbonfaser-verstärktem Stein (CFS) für die Krafteinleitung.

Claims

Patentansprüche
1) Anordnung mit zwei oder mehr Träger-Platten oder sonstigen Geometrien aus Stein, Naturstein, Steingut, Kunststein, Beton, Keramik, glashaltigem Material, Glas oder sonstigem druckstabilen Material - im folgenden Träger genannt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, die Gesamtanordnung mechanisch über die Querschnittserhöhung stabilisierende, Schicht aus Isolationsmaterial zwischen zwei Trägern oder zwischen mehreren Trägern angebracht ist.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger jeweils aus gleichartigem Plattenmaterial bestehen oder jeweils aus unterschiedlichem Platten-Material bestehen.
3) Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einer faserhaltigen Matrix auf Epoxidharz-, Polyesterharz-, Phenolharz, Polyimidharz-, Cyanatesterharz-, Melaminharz-, Polyurethanharz- oder Silikonharzbasis, bzw. Keramik- oder Wasserglassbasis zusätzlich stabilisiert ist, bzw. der Träger selbst die oben aufgeführte faserhaltige Matrix ist.
4) Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix Fasermaterialien wie Glasfasern, Carbonfasern, Aramidfasern, Steinfasern oder Natur- und Pflanzenfasern, wie Holzfasern enthält.
5) Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die faserhaltige Matrix das Träger ein Gemisch unterschiedlicher Fasermaterialien enthält, die insgesamt einen Ausdehnungskoeffizineten ähnlich dem des zu stabilisierenden Trägers haben. 6) Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungskoeffizent der Fasermatrix kleiner als dem des zu stabilisierenden Trägers ist, und zusammen mit der Stabilisierungsschicht aus Isolierstoff einen Ausdehungskoeffϊzenten hat, der ähnlich dem, bzw. vorzugsweise kleiner dem des zu stabilisierenden Trägers ist.
7) Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger mit Hilfe der Fasermaterialien vorgespannt sind.
8) Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger je mit eigenen Aussteifungen, zum Beispiel in Form von Aussteifungsrippen, versehen sind, oder Aussteifungen in bestimmten Abständen zwischen den Trägern - diese kraftschlüssig verbindend - angeordnet sind
9) Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil oben und unten eine geeignete Konstruktion zur Krafteinleitung hat.
10) Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Krafteinleitung aus Holz, Vollholz oder einem Fachwerk aus faserverstärktem Steingut, Holz oder anderen druckfesten Materialien besteht.
1 1) Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil als tragendes Bauteil im Bau, als Wand- oder Fertighauselement, oder als tragendes Element im Hochhausbau Verwendung findet.
12) Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil als Boden- und Deckenplatte Verwendung findet.
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