EP2514883A1 - Vorgefertigtes isoliertes Wandelement für ein Gebäude und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP2514883A1
EP2514883A1 EP12161212A EP12161212A EP2514883A1 EP 2514883 A1 EP2514883 A1 EP 2514883A1 EP 12161212 A EP12161212 A EP 12161212A EP 12161212 A EP12161212 A EP 12161212A EP 2514883 A1 EP2514883 A1 EP 2514883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
concrete layer
wall element
concrete
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12161212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Blocken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isola Belgium
Original Assignee
Isola Belgium
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isola Belgium filed Critical Isola Belgium
Publication of EP2514883A1 publication Critical patent/EP2514883A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
    • E04C2/288—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and concrete, stone or stone-like material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B19/00—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon
    • B28B19/003—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon to insulating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28B23/0062—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects forcing the elements into the cast material, e.g. hooks into cast concrete
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/02—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members
    • B28B23/028—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects wherein the elements are reinforcing members for double - wall articles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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    • E04C2002/045—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete with two parallel leaves connected by tie anchors
    • E04C2002/047—Pin or rod shaped anchors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C2/044—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete
    • E04C2002/045—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete with two parallel leaves connected by tie anchors
    • E04C2002/048—Bent wire anchors

Definitions

  • the invention relates to a prefabricated insulated wall element for a building, in particular for a technical building, with a first concrete layer, with a second concrete layer and with an insulating layer located between the first and second concrete layer, as well as a method for its production.
  • Such a wall element is made DE 2 024 157 A1 known. Continue on DE 27 15 277 A1 . DE 600 23 894 T2 and US 6,263,638 B1 directed.
  • These wall elements are also called panels, sandwich component or multilayer concrete slab.
  • the two concrete layers can have different thicknesses.
  • Such wall elements are provided for exterior walls, but they can also be used for interior walls. They have a thermal and an acoustic damping.
  • the wall elements may be large in size, they may have prefabricated openings for doors, windows and the like. They are particularly suitable for industrial buildings, such as factory buildings and the like. But they are also suitable for residential buildings.
  • the concrete layers are formed according to the prior art. Usually, the concrete layers have granular aggregate, such as pebbles. Preferably, at least one of the two concrete layers is reinforced, in particular by a steel insert.
  • Foam insulation boards for example foam polystyrene or foam polyurethane, are used for the insulation layer. These plates have smooth surfaces. They are offered and used in large format in consistent strength.
  • a mixture for a first concrete layer is first introduced into a mold, on which directly the foam boards can be placed.
  • the second concrete layer can in turn be applied directly to the foam boards. This method has the advantage that you can work very quickly.
  • a particular advantage of these wall elements and their method of manufacture is that recycled foam granules can be used.
  • foam bodies made of recycled polyurethane are used, these are obtained by crushing of polyurethane foam bodies.
  • foam bodies accumulate in the disposal of refrigerators, motor vehicles and the like in larger quantities.
  • By crushing the foam body have an irregular, serrated shape.
  • This shape allows adjacent grains to interact with each other and form a coherent composite.
  • This composite is achieved in particular by the step of compacting.
  • the foam body hang together so well that you can create a breakthrough in the finished wall element, for example by means of a core hole, while the layer of Foam bodies do not constantly nachrieselt, but form a firm limit. While the opening is being made, the part of the layer of foam located in the opening, when it is being formed, disintegrates towards the outside, in the boundary of the opening, but remains a stable layer.
  • Polyurethane foam has the advantage of not only good thermal insulation, but also good acoustic insulation.
  • the foam grains are easy to process. If, as stated in the method claim, working with a mixture of foam bodies and water, dust is bound and can bring the porridge of grains and water well into the mold and level. A compression is easier than in dry operation feasible.
  • connectors are used. Suitable connectors are for example in the U.S. Patents 5,987,834 and 5,809,723 described.
  • the connectors are completely inside the wall element. They protrude neither beyond the outer surfaces of the first concrete layer nor the second concrete layer. They pass through the insulation layer.
  • such connectors are thermally insulated, for example made of a material with low heat conduction.
  • plastics are suitable.
  • the connectors have sufficiently large anchoring areas. With these a positive connection in the respective concrete layer is achieved.
  • At least one concrete layer is reinforced by a suitable reinforcement.
  • a suitable reinforcement e.g. Used steel mats.
  • these can interact with the connectors.
  • the connectors overlap the steel reinforcement at least in the second concrete layer, so that a positive connection is achieved. This improves the hold of the connectors in the respective concrete layer.
  • the preferably used first waterproof film and the second waterproof film ensures that the foam body does not penetrate into the concrete layers and conversely the concrete layers do not penetrate into the layer of foam bodies. It is possible to dispense with the first waterproof film. It is necessary in any case, the second waterproof film. It allows the second concrete layer to be applied without this second layer of concrete penetrating into the voids of the layer of foam bodies.
  • the watertight films ensure that the mixing ratios in the area of the two concrete layers are not changed by the water that has the layer of foam bodies. The thermal insulation properties and the acoustic insulation properties are more precisely adjusted by the waterproof film.
  • the wall panel according to the invention and its method of manufacture preferably be taken precautions to protect the narrow sides of the finished wall element.
  • the layer of foam bodies is open. Although a certain cohesion of the layer takes place by the compression, it is unavoidable that foam bodies are removed from the narrow sides during mechanical interventions.
  • edge elements are used in a preferred further development. They limit the layer of foam bodies to the narrow sides. As a result, the layer of foam bodies also no longer forms the actual outer surface of the wall element on the narrow sides; rather, the outer surface on the narrow sides is delimited by the edge elements.
  • various components can be used.
  • the first film can be turned upside down when placed on the first layer of concrete, the turned-up areas then form the edge element.
  • It can be used as a peripheral element separate components.
  • plastic strips preferably plastic strips with U-profile. They have a profile width that corresponds to the height of the layer of foam bodies. But it can also be produced from the foam body strips.
  • the foam body are mixed with an adhesive or other suitable means, such as PU adhesive, and flat strips are created.
  • the edge elements are used to line the lateral walls of the mold. You go with the later filled foam bodies a good connection. For this purpose, it is advantageous if their inwardly directed surfaces are as rough as possible. It is also beneficial if the strips on their inner surface Have adhesive properties so that they make a good connection with the grains. It is also advantageous if the strips are pressed into the respective concrete of the first and / or the second layer, so that they form a certain connection with them. It is also advantageous if the strips have projections with which they reach into the concrete.
  • the particular advantage of the invention is that the wall element can be made relatively quickly. There must be no breaks for work. It does not have to be considered for any bonding of a layer.
  • the individual layers can be introduced one after the other into the mold without having to observe any processing times.
  • the wall elements can be relatively large. For example, they have dimensions of several meters in length and in width. For example, they have storey height.
  • the thickness is in the range of normal wall elements, it may e.g. between 80 and 800 mm.
  • FIG. 1 shows a first embodiment.
  • a first concrete layer 20 is made according to the prior art, it has a reinforcement 22 without such a reinforcement 22 would be necessary.
  • a first film 24 it is waterproof. It is formed by a plastic film. This is available as a web-shaped material. For example, PE films are used. The thickness of this film is in the range of 0.03 to 0.3 mm.
  • the first film 24 is completely cut to size for the wall element to be created, so that its dimensions zu jointe a lateral surcharge.
  • the first film 24 is folded up on the narrow side 26 of the wall element and partially forms the outer surface on the narrow side 26.
  • a layer 28 of foam bodies is introduced. On them, an edge region of the first film 24 is turned over, as seen from FIG. 1 easy to recognize. This sets the border area.
  • the lateral addition is the sum of the thickness of the layer 28 plus edge area.
  • the edge area is 30 to 80 mm wide.
  • the layer 28 is 30 to about 330 mm thick. It is made of recycled grains of polyurethane foam.
  • the layer 28 is compacted, thereby reducing the volume by at least 10, preferably at least 20%, compared to the volumes immediately after the foam bodies have been poured into the mold. The compression also leads to a mutual hooking and interlocking of the individual foam body.
  • a second film 30 is placed on the layer 28, a second film 30 is placed. It is preferably identical or identical to the first film 24. It has in the first embodiment, a surface corresponding to the surface of the finished wall element. It overlaps at least 30 mm, preferably at least 80 mm, at the edge with the first film 24. In the first exemplary embodiment, the first film 24 and the second film 30 enclose the layer 28.
  • the second film 30 is a second concrete layer 32. It may, but need not, have a reinforcement 34.
  • the second concrete layer 32 is also made according to the prior art. It may have a thickness different from the thickness of the first concrete layer 20.
  • the layer 28 does not provide sufficient mechanical connection between the two concrete layers 20, 32.
  • the mechanical connection is achieved by connectors 36.
  • FIG. 1 shows there is a first embodiment of the connector 36 shown there with both end portions in each case in a concrete layer 20 and 32, in the central region of the connector 36 penetrates the layer 28.
  • This central region is preferably formed with low thermal heat conduction. He should have sufficient strength, since its strength causes the cohesion of the entire wall element.
  • a relatively large number of connectors 36 are used, for which reference is made to the prior art. The number is determined by the desired mechanical properties of the wall element.
  • the individual versions of the wall element, as shown in the FIGS. 1 to 3 are mainly distinguished by the formation of the narrow sides and the connector 36. This will be discussed in detail below.
  • a separate edge member 38 is used. It has U-profile.
  • the U-profile is open to layer 28. It is adapted in its profile width of the thickness of the compacted layer 28.
  • the edge element 38 after FIG. 2 has outwardly facing projections which protrude into the respective concrete layer 20 and 32 and cause a good anchoring and connection with this.
  • the concrete layers 20, 32 facing surfaces of the connector 36 are treated so that they form a good connection with the respective concrete.
  • bow-shaped connectors 36 are used. They have U-shape. They have, as is advantageous for connector 36, tapered free end portions, making them easier to insert into the uncured concrete can be pressed.
  • the connector 36 after FIG. 2 is positioned so that it overlaps a reinforcing iron in the second concrete layer 32.
  • FIG. 1 shows a positive connection between connector 36 and reinforcement 34.
  • other edge elements 38 are used as in the other two embodiments. Specially made strips made of a foam, for example the same foam as the layer 28 foam, are used. For this purpose, the grains are joined together with the addition of sufficient adhesive or another bonding agent to a solid bar. This strip has a narrow side 26 partially forming outer surface, which is substantially smooth.
  • a trough-shaped mold 40 can be seen. It has a flat mold floor and side walls, these run around. The mold 40 is therefore trough-shaped or trough-shaped.
  • the surface of the mold bottom can be designed as desired, thereby preserving the outer surface of the first concrete layer 20 has a special design. For example, any layers which form the outer layer, for example thin stone films, stainless steel plates or the like, can be placed on the mold bottom.
  • FIG. 4 shows the state in which already the first concrete layer 20 is introduced with its reinforcement 22 and leveled. It can be seen that it has a constant thickness.
  • the first film 24 is placed. As FIG. 4 shows, it is led up along the inner surface of the side wall and struck over the top of the side wall. It has also already begun to fill foam body for the formation of the layer 28.
  • a mixture of recycled polyurethane granules with the granulation band 1 to 20 mm, and 75 l / m 3 of water is introduced into the well formed from the first sheet 24. The mixture is prepared so that it can be processed well, that all dust is bound and leveling is easy.
  • the layer 28 is leveled.
  • the projecting end of the first film 24 is then turned over, possibly shortened, so that the in FIG. 5 shown U-shaped configuration of the edge regions of the first film 24 is achieved.
  • This U-shaped formation engages around the narrow sides of the layer 28.
  • a second film 30 is placed on the layer 28 and the folded-over edge regions of the first film 24; it has essentially the dimensions of the finished wall element.
  • connectors 36 are inserted through the insulating layer, which is formed by the layer 28 and the two films 24, 30, until they project into the uncured first concrete layer 20. They have corresponding projections or anchoring means, so that they can mechanically anchor sufficiently firmly in the first concrete layer 20. They are also formed in their surface so that they adhere well with the concrete layer.
  • FIG. 5 Fig. 12 shows the state that one of the connectors 36 is already fully inserted, and a second connector 36 located to the right is being inserted. It is driven in according to the arrow 42.
  • the second concrete layer 32 can be introduced immediately afterwards or at a later time. It is advantageous to apply them immediately. It is created and introduced according to the prior art, it is leveled, whereby an outer surface of the second concrete layer 32 is achieved, as is known from the embodiments of the FIGS. 1 to 3 is also apparent.
  • the first waterproof film 24 It is advantageous to use the first waterproof film 24. It does not necessarily have to be used. If the first concrete layer 20 is already so strong that the grains of the layer 28 applied directly to it are not noticeably pressed into it, even when the second concrete layer 32 and the associated weight are introduced, then the first film 24 can be dispensed with. In particular, it is possible to dispense with the first film 24 if the second concrete layer 32 is applied relatively late, that is to say accordingly after the insertion of all the connectors 36 FIG. 5 the second concrete layer 32 is applied relatively late, for example, only the day after.
  • the compaction can be done by hand.
  • plates with an area of, for example, DIN A4, in particular in the range of DIN A5 to DIN A3, used.
  • the plates preferably have through holes to avoid vacuum between the plate and the can of the layer and to allow easy lifting.
  • the plates preferably have a handle. By means of this tool is pressed by hand with normal force on the layer to be compacted 28.
  • the mold 40 with a non-flat bottom.
  • a barrel-shaped arched bottom In this way it is not possible to create even wall elements.

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Abstract

Das vorgefertigte, isolierte Wandelement für ein Gebäude hat eine erste Betonschicht (20), eine zweite Betonschicht (32) und eine zwischen der ersten und der zweiten Betonschicht (20, 32) befindliche Isolationsschicht. Die Isolationsschicht weist eine 30 bis 330 mm dicke Schicht (28) aus Schaumstoffkörpern mit einem Körnungsband von 1 bis 20 mm, Insbesondere Körnern aus recycelten Polyurethanschaum, auf. Die Schicht (28) aus Schaumstoffkörpern ist verdichtet. Die Schicht (28) weist eine zweite wasserdichte Folie (30) auf, die in Kontakt mit der zweiten Betonschicht (32) ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgefertigtes isoliertes Wandelement für ein Gebäude, insbesondere für ein technisches Gebäude, mit einer ersten Betonschicht, mit einer zweiten Betonschicht und mit einer zwischen der ersten und der zweiten Betonschicht befindlichen Isolationsschicht, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Ein derartiges Wandelement ist aus DE 2 024 157 A1 bekannt. Weiterhin wird auf DE 27 15 277 A1 , DE 600 23 894 T2 und US 6,263,638 B1 verwiesen. Diese Wandelemente werden auch Paneele, Sandwich-Bauelement oder Mehrschichten-Betonplatte genannt. Die beiden Betonschichten können unterschiedliche Dicke haben. Üblicherweise sind derartige Wandelemente für Außenwände vorgesehen, sie können aber auch für Innenwände eingesetzt werden. Sie haben eine thermische und eine akustische Dämpfung. Die Wandelemente können großformatig sein, sie können vorgefertigte Öffnungen für Türen, Fenster und dergleichen aufweisen. Sie eignen sich insbesondere für Industriebauten, beispielsweise Fabrikhallen und dergleichen. Sie sind aber auch für Wohngebäude geeignet. Die Betonschichten sind nach dem Stand der Technik ausgebildet. Üblicherweise haben die Betonschichten körnigen Zuschlag, beispielsweise Kiesel. Vorzugsweise ist mindestens eine der beiden Betonschichten bewehrt, insbesondere durch eine Stahleinlage.
  • Für die Isolationsschicht werden Dämmplatten aus Schaumstoff, beispielsweise Schaumpolystyrol oder Schaumpolyurethan verwendet. Diese Platten haben glatte Oberflächen. Sie werden großformatig in gleichbleibender Stärke angeboten und verwendet. Bei der Herstellung der Wandelemente nach dem Stand der Technik wird zunächst in eine Form eine Mischung für eine erste Betonschicht eingebracht, auf diese können unmittelbar die Schaumstoffplatten aufgelegt werden. Die zweite Betonschicht kann wiederum unmittelbar auf die Schaumstoffplatten aufgebracht werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass sehr zügig gearbeitet werden kann.
  • Die Verwendung von einsatzfertigen Platten aus Schaumstoff hat jedoch den Nachteil, dass die Schaumstoffplatten genau für die jeweilige Form zugeschnitten werden müssen. Probleme ergeben sich insbesondere an den Stoßstellen benachbarter Schaumstoffplatten. Fugen zwischen benachbarten Schaumstoffplatten sind in der Praxis nicht zu vermeiden. Zudem sind derartige Schaumstoffplatten teuer.
  • In einer Alternative hat man bereits versucht, anstelle von vorgefertigten Schaumstoffplatten mit Spritzschaum zu arbeiten. Dies hat jedoch zu Problemen dadurch geführt, dass der Spritzschaum in Kontakt mit dem noch feuchten Beton kommt. Insbesondere aber muss man abwarten, bis der Spritzschaum fest ist, bevor er die zweite Betonschicht tragen kann, bevor diese also aufgebracht werden kann.
  • Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Wandelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, dass die Nachteile des vorbekannten Wandelements und seines Herstellungsverfahrens zumindest teilweise vermeidet und günstiger in der Herstellung ist, Fugen zwischen benachbarten Schaumstoffplatten vermeidet und gute thermische sowie auch akustische Dämmeigenschaften aufweist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Wandelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
  • Ein besonderer Vorteil dieser Wandelemente und ihres Herstellungsverfahrens liegt darin, dass Recycling-Schaumstoffkörner verwendet werden können. Insbesondere werden Schaumstoffkörper aus recyceltem Polyurethan verwendet, diese werden durch Zerkleinern von Polyurethan-Schaumstoffkörpern erhalten. Derartige Schaumstoffkörper fallen bei der Entsorgung von Kühlschränken, Kraftfahrzeugen und dergleichen in größerer Menge an. Durch das Zerkleinern haben die Schaumstoffkörper eine unregelmäßige, gezahnte Form. Diese Form wiederum ermöglicht es, dass benachbarte Körner miteinander wechselwirken und einen zusammenhängenden Verbund bilden. Dieser Verbund wird insbesondere durch den Schritt des Verdichtens erreicht. Die Schaumstoffkörper hängen so gut zusammen, dass man im fertiggestellten Wandelement einen Durchbruch erstellen kann, beispielsweise mittels einer Kernbohrung, und dabei die Schicht aus Schaumstoffkörpern nicht ständig nachrieselt, sondern eine feste Grenze bilden. Beim Herstellen der Öffnung zerfällt zwar der in der Öffnung befindliche Teil der Schicht aus Schaumstoff, nach außen hin, in Begrenzung der Öffnung, bleibt jedoch eine stabile Schicht bestehen.
  • Polyurethan-Schaumstoff hat den Vorteil, nicht nur gute thermische Wärmedämmung, sondern auch gute akustische Wärmedämmung aufzuweisen. Die Schaumstoffkörner lassen sich gut verarbeiten. Wenn man, wie im Verfahrensanspruch angegeben, mit einer Mischung aus Schaumstoffkörpern und Wasser arbeitet, wird Staub gebunden und lässt sich der Brei aus Körnern und Wasser gut in die Form einbringen und nivellieren. Eine Verdichtung ist einfacher als bei trockener Arbeitsweise durchführbar.
  • Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, die beiden Betonschichten mechanisch miteinander zu verbinden. Hierfür werden sogenannte Verbinder eingesetzt. Geeignete Verbinder sind beispielsweise in den US-Patentschriften 5,987,834 und 5,809,723 beschrieben. Die Verbinder sind vollständig innerhalb des Wandelementes. Sie ragen weder über die äußeren Oberflächen der ersten Betonschicht noch der zweiten Betonschicht hinaus. Sie durchgreifen die Isolationsschicht. Vorzugsweise sind derartige Verbinder thermisch isoliert, beispielsweise aus einem Material mit geringer Wärmeleitung gefertigt. Hierfür eignen sich Kunststoffe. Die Verbinder haben ausreichend groß dimensionierte Verankerungsbereiche. Mit diesen wird ein Formschluss in der jeweiligen Betonschicht erreicht.
  • Vorzugsweise ist mindestens eine Betonschicht durch eine geeignete Armierung bewehrt. Hierfür werden z.B. Stahlmatten verwendet. Nach dem Stand der Technik können diese mit den Verbindern zusammenwirken. Hierzu übergreifen die Verbinder zumindest in der zweiten Betonschicht die Stahlbewehrung, so dass ein Formschluss erreicht wird. Dadurch wird der Halt der Verbinder in die jeweilige Betonschicht verbessert.
  • Durch die vorzugsweise eingesetzte erste wasserdichte Folie und die zweite wasserdichte Folie wird erreicht, dass die Schaumstoffkörper nicht in die Betonschichten und umgekehrt die Betonschichten nicht in die Schicht aus Schaumstoffkörpern eindringen. Es ist möglich, auf die erste wasserdichte Folie zu verzichten. Notwendig ist in jedem Fall die zweite wasserdichte Folie. Sie ermöglicht, dass die zweite Betonschicht aufgebracht werden kann, ohne dass diese zweite Betonschicht in die Hohlräume der Schicht aus Schaumkörpern eindringt. Die wasserdichten Folien stellen sicher, dass die Mischungsverhältnisse im Bereich der beiden Betonschichten nicht durch das Wasser, das die Schicht aus Schaumkörpern aufweist, verändert werden. Die thermischen Dämmeigenschaften und die akustischen Dämmeigenschaften werden durch die wasserdichte Folie präziser einstellbar.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem mit vorgefertigten Schaumstoffplatten gearbeitet wird, sind bei der erfindungsgemäßen Wandplatte und ihrem Herstellungsverfahren vorzugsweise Vorkehrungen zu treffen, um die Schmalseiten des fertigen Wandelements zu schützen. Dort liegt, wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen werden, die Schicht aus Schaumstoffkörpern offen. Zwar erfolgt durch das Verdichten ein gewisser Zusammenhalt der Schicht, es ist aber nicht zu vermeiden, dass Schaumstoffkörper bei mechanischen Eingriffen aus den Schmalseiten herausgelöst werden. Um dies zu vermeiden, werden in einer bevorzugten Weiterentwicklung Randelemente verwendet. Sie begrenzen die Schicht aus Schaumstoffkörpern zu den Schmalseiten hin. Dadurch bildet die Schicht aus Schaumstoffkörpern auch an den Schmalseiten nicht mehr die tatsächliche Außenfläche des Wandelements, vielmehr wird die Außenfläche an den Schmalseiten durch die Randelemente begrenzt. Als Randelemente können verschiedene Bauteile verwendet werden. So kann beispielsweise die erste Folie beim Auflegen auf die erste Betonschicht randseitig hochgeschlagen werden, die hochgeschlagenen Bereiche bilden dann das Randelement. Es können als Randelement separate Bauteile verwendet werden. Hierzu eignen sich beispielsweise Kunststoffleisten, vorzugsweise Kunststoffleisten mit U-Profil. Sie haben eine Profilbreite, die der Höhe der Schicht aus Schaumstoffkörpern entspricht. Es können aber auch aus dem Schaumstoffkörper Leisten hergestellt werden. Hierzu werden die Schaumstoffkörper mit einem Kleber oder anderen geeigneten Mitteln, beispielsweise PU-Kleber, vermischt und es werden flache Leisten erstellt.
  • Die Randelemente werden benutzt, um die seitlichen Wände der Form auszukleiden. Sie gehen mit den später eingefüllten Schaumstoffkörpern eine gute Verbindung ein. Hierzu ist vorteilhaft, wenn ihre nach innen gerichteten Flächen möglichst rauh sind. Es ist auch vorteilhaft, wenn die Leisten auf ihrer Innenfläche Klebeigenschaften haben, so dass sie mit den Körnern eine gute Verbindung eingehen. Vorteilhaft ist auch, wenn die Leisten in den jeweiligen Beton der ersten und/oder der zweiten Schicht gedrückt werden, so dass sie eine gewisse Verbindung mit diesen eingehen. Vorteilhaft ist auch, wenn die Leisten Vorsprünge aufweisen, mit denen sie in den Beton hieinreichen.
  • Der besondere Vorzug der Erfindung liegt darin, dass das Wandelement relativ rasch hergestellt werden kann. Es müssen keine Arbeitspausen eingelegt werden. Es muss nicht auf irgendein Abbinden einer Schicht Rücksicht genommen werden. Die einzelnen Schichten können nacheinander in die Form eingebracht werden, ohne irgendwelche Verarbeitungszeiten beachten zu müssen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1:
    einen Querschnitt durch ein Wandelement in einer ersten Ausführung,
    Fig. 2:
    einen Querschnitt wie Figur 1, jedoch nun in einer zweiten Ausführung,
    Fig. 3:
    einen Querschnitt wie Figur 1, jedoch nun in einer dritten Ausführung,
    Fig. 4:
    ein Schnittbild durch eine Form, in die bereits eine erste Betonschicht und darauf eine erste wasserdichte Folie eingebracht ist, gezeigt ist der Zustand des beginnenden Einfüllens der Schicht aus Schaumkörpern, und
    Fig. 5:
    ein Schnittbild wie Figur 4, jedoch ist nun die Schicht aus Schaumstoffkörpern fertiggestellt, durch eine zweite wasserdichte Folie abgedeckt, es sind Armierungen für die zukünftige zweite Betonschicht aufgelegt und es sind bereits zwei Verbinder eingebracht, gezeigt ist der Zustand des Einbringens eines zweiten Verbinders.
  • Die Wandelemente können relativ großformatig sein. Sie haben beispielsweise Abmessungen von mehreren Metern Länge und Breite. Sie weisen beispielsweise Geschoßhöhe auf. Die Dicke liegt im Bereich normaler Wandelemente, sie kann z.B. zwischen 80 und 800 mm liegen.
  • Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel. Eine erste Betonschicht 20 ist nach dem Stand der Technik hergestellt, sie hat eine Armierung 22, ohne dass eine derartige Armierung 22 notwendig wäre. Oberhalb dieser ersten Betonschicht 20 befindet sich eine erste Folie 24, sie ist wasserdicht. Sie ist durch eine Kunststofffolie gebildet. Diese liegt als bahnförmiges Material vor. Verwendet werden beispielsweise PE-Folien. Die Dicke dieser Folie liegt im Bereich von 0,03 bis 0,3 mm. Vorzugsweise ist die erste Folie 24 für die Größe des zu erstellenden Wandelements fertig zugeschnitten, hat also deren Abmessungen zuzügliche eines seitliches Zuschlags. Die erste Folie 24 ist an der Schmalseite 26 des Wandelements hochgefaltet und bildet die äußere Oberfläche an der Schmalseite 26 teilweise aus. Oberhalb der ersten Folie 24 ist eine Schicht 28 aus Schaumstoffkörpern eingebracht. Auf sie ist ein Randbereich der ersten Folie 24 umgeschlagen, wie aus Figur 1 gut zu erkennen ist. Dadurch ist der Randbereich festgelegt. Der seitliche Zuschlag beträgt die Summe aus der Dicke der Schicht 28 plus Randbereich. Der Randbereich ist 30 bis 80 mm breit.
  • Die Schicht 28 ist 30 bis etwa 330 mm dick. Sie ist aus recycelten Körnern aus Polyurethanschaum gebildet. Die Schicht 28 ist verdichtet, dadurch ist das Volumen im Vergleich zu den Volumen unmittelbar nach dem Einschütten der Schaumstoffkörper in die Form um mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20% verringert. Die Verdichtung führt auch zu einem wechselseitigen Verhaken und Verzahnen der einzelnen Schaumstoffkörper.
  • Auf die Schicht 28 ist eine zweite Folie 30 aufgelegt. Sie ist vorzugsweise baugleich bzw. identisch mit der ersten Folie 24. Sie hat im ersten Ausführungsbeispiel eine Fläche, die der Fläche des fertigen Wandelements entspricht. Sie überlappt über mindestens 30 mm, vorzugsweise mindestens 80 mm randseitig mit der ersten Folie 24. Im ersten Ausführungsbeispiel umschließen die erste Folie 24 und die zweite Folie 30 die Schicht 28.
  • Oberhalb der zweiten Folie 30 befindet sich eine zweite Betonschicht 32. Sie kann, muss aber nicht eine Armierung 34 aufweisen. Die zweite Betonschicht 32 ist ebenfalls nach dem Stand der Technik hergestellt. Sie kann eine von der Dicke der ersten Betonschicht 20 unterschiedliche Dicke haben.
  • Die Schicht 28 schafft keine ausreichende mechanische Verbindung zwischen den beiden Betonschichten 20, 32. Die mechanische Verbindung wird durch Verbinder 36 erreicht. Wie Figur 1 zeigt, befindet sich eine dort gezeigte erste Ausführung des Verbinders 36 mit beiden Endbereichen jeweils in einer Betonschicht 20 bzw. 32, im Mittelbereich durchdringt der Verbinder 36 die Schicht 28. Dieser Mittelbereich ist vorzugsweise mit geringer thermischer Wärmeleitung ausgebildet. Er soll eine ausreichende Festigkeit aufweisen, da seine Festigkeit den Zusammenhalt des gesamten Wandelements bewirkt. Insgesamt werden relativ viele Verbinder 36 eingesetzt, hierzu wird auf den Stand der Technik verwiesen. Die Anzahl wird durch die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Wandelements bestimmt.
  • Die einzelnen Ausführungen des Wandelements, wie sie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt sind, unterscheiden sich hauptsächlich durch die Ausbildung der Schmalseiten und der Verbinder 36. Hierauf wird im Einzelnen im Folgenden eingegangen.
  • Es wird nun das zweite Ausführungsbeispiel nach Figur 2 beschrieben. Dabei werden nur diejenigen Merkmale angegeben, die sich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird ein separates Randelement 38 verwendet. Es hat U-Profil. Das U-Profil ist zur Schicht 28 offen. Es ist in seiner Profilbreite der Dicke der verdichteten Schicht 28 angepasst. Das Randelement 38 nach Figur 2 hat nach außen weisende Vorsprünge, die in die jeweilige Betonschicht 20 bzw. 32 hineinragen und eine gute Verankerung und Verbindung mit dieser bewirken. Weiterhin sind vorteilhafterweise die den Betonschichten 20, 32 zugewandten Oberflächen des Verbinders 36 so behandelt, dass sie eine gute Verbindung mit dem jeweiligen Beton eingehen.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel werden bügelförmige Verbinder 36 eingesetzt. Sie haben U-Form. Sie haben, wie dies für Verbinder 36 vorteilhaft ist, zugespitzte freie Endbereiche, wodurch sie einfacher in den noch nicht ausgehärteten Beton eingedrückt werden können. Der Verbinder 36 nach Figur 2 ist so positioniert, dass er ein Armierungseisen in der zweiten Betonschicht 32 übergreift. Auch Figur 1 zeigt einen Formschluss zwischen Verbinder 36 und Armierung 34. Im dritten Ausführungsbeispiel werden andere Randelemente 38 als in den beiden anderen Ausführungsbeispielen verwendet. Eingesetzt werden speziell hergestellte Leisten, die aus einem Schaumstoff, beispielsweise demselben Schaumstoff wie dem Schaumstoff der Schicht 28, hergestellt sind. Hierzu werden die Körner unter Zugabe von ausreichendem Kleber oder einem anderen Verbindungsmittel zu einer festen Leiste miteinander verbunden. Diese Leiste hat eine die Schmalseite 26 teilweise ausbildende Außenfläche, die im Wesentlichen glatt ist. Alle anderen Flächen sind möglichst rauh. Dadurch ist die Verbindung einerseits mit den Betonschichten 20, 32 und andererseits mit den Körnern der Schicht 28 besser als bei glatter Ausbildung. Wie Figur 3 erkennen lässt, sind die Leisten, die die Randelemente 38 bilden, etwas in die erste Betonschicht 20 hineingedrückt und reichen ebenso etwas in die zweite Betonschicht 32 hinein. Der Überstand über die Schicht 28 beträgt 2 bis 30 mm.
  • Im dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 stoßen die beiden gleichformatigen Folien 24, 30 mehr oder weniger direkt gegen das Randelement 38, sie sind leicht hochgebogen. Es wird nun eine dritte Art von Verbindern 36 benutzt. Diese sind im Wesentlichen L-förmig und haben ein breites Schraubgewinde an ihrer Spitze. Sie können eingedreht und/oder eingedrückt werden. Die Verbinder 36 nach den Figuren 1 und 2 werden eingedrückt.
  • Der Herstellungsvorgang für das ein viertes Ausführungsbeispiel, das der o.g. ersten Ausführung bis auf die Verbinder 36 entspricht, wird nun im Folgenden anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert. Aus beiden Figuren ist eine wannenförmige Form 40 ersichtlich. Sie hat einen ebenen Formboden und seitliche Wände, diese laufen um. Die Form 40 ist daher trogförmig bzw. wannenförmig. Die Oberfläche des Formbodens kann beliebig gestaltet werden, dadurch erhält die Außenfläche der ersten Betonschicht 20 eine besondere Gestaltung. Beispielsweise können auf den Formboden beliebige Schichten aufgelegt werden, die die Außenschicht bilden, beispielsweise dünne Steinfolien, Edelstahlplatten oder dergleichen.
  • Figur 4 zeigt den Zustand, in dem bereits die erste Betonschicht 20 mit ihrer Armierung 22 eingebracht und nivelliert ist. Es ist ersichtlich, dass sie eine konstante Dicke hat. Unmittelbar nach dem Einbringen dieser ersten Betonschicht 20, in jedem Fall aber, bevor sie aushärten kann, wird die erste Folie 24 aufgelegt. Wie Figur 4 zeigt, ist sie entlang der Innenfläche der seitlichen Wand hochgeführt und über das obere Ende der seitlichen Wand geschlagen. Es ist auch bereits damit begonnen worden, Schaumstoffkörper für die Ausbildung der Schicht 28 einzufüllen. Eingefüllt wird dabei in die aus der ersten Folie 24 gebildete Wanne ein Gemisch aus recycelten Polyurethankörnern mit dem Körnungsband 1 bis 20 mm, und 75 l/m3 Wasser. Die Mischung wird so vorbereitet, dass sie gut verarbeitet werden kann, dass aller Staub gebunden ist und ein Nivellieren einfach durchführbar ist.
  • Im Anschluss an in Figur 4 gezeigten Zwischenzustand wird die Schicht 28 nivelliert. Das überstehende Ende der ersten Folie 24 wird dann umgeschlagen, ggf. verkürzt, so dass die in Figur 5 gezeigte U-förmige Ausbildung der Randbereiche der ersten Folie 24 erreicht wird. Diese U-förmige Ausbildung umgreift die Schmalseiten der Schicht 28. Auf die Schicht 28 und die umgeschlagenen Randbereiche der ersten Folie 24 wird eine zweite Folie 30 aufgelegt, sie hat im Wesentlichen die Abmessungen des fertigen Wandelements.
  • Nun wird die Armierung 34 für die zukünftige zweite Betonschicht 32 eingebracht, sie ist in Figur 5 zu sehen. Anschließend werden Verbinder 36 durch die Isolationsschicht, die gebildet ist von der Schicht 28 und den beiden Folien 24, 30, hindurchgesteckt, bis sie in die noch nicht ausgehärtete erste Betonschicht 20 hineinragen. Sie haben entsprechende Vorsprünge oder Ankermittel, so dass sie sich in der ersten Betonschicht 20 mechanisch ausreichend fest verankern können. Sie sind auch in ihrer Oberfläche so ausgebildet, dass sie eine gute Haftung mit der Betonschicht eingehen.
  • Figur 5 zeigt den Zustand, dass einer der Verbinder 36 bereits vollständig eingebracht ist, ein zweiter, rechts davon befindlicher Verbinder 36 wird gerade eingebracht. Entsprechend dem Pfeil 42 wird er hineingetrieben.
  • In bekannter Weise werden die Armierungen 22 bzw. 34 durch Abstandselemente, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, vom Boden der Form 40 bzw. von der Oberseite der zweiten Folie 30 beabstandet. Derartige Abstandselemente gehören zum Stand der Technik, es werden handelsübliche Elemente eingesetzt. Sie sind in den Figuren nicht dargestellt. Sie bewirken den in den Figuren gezeigten Abstand von der Unterfläche der jeweiligen Betonschicht 20 bzw. 32.
  • Sind alle Verbinder 36 eingebracht, kann die Arbeit unterbrochen werden. Die zweite Betonschicht 32 kann unmittelbar darauffolgend oder auch zu einem späteren Zeitpunkt eingebracht werden. Vorteilhaft ist es, sie unmittelbar aufzubringen. Sie wird nach dem Stand der Technik erstellt und eingebracht, sie wird nivelliert, wodurch eine äußere Oberfläche der zweiten Betonschicht 32 erreicht wird, wie sie aus den Ausführungen nach den Figuren 1 bis 3 auch ersichtlich ist.
  • Es ist vorteilhaft, die erste wasserdichte Folie 24 einzusetzen. Sie muss nicht unbedingt verwendet werden. Ist die erste Betonschicht 20 bereits so fest, dass die unmittelbar auf sie aufgebrachten Körner der Schicht 28 nicht merklich in diese eingedrückt werden, auch nicht bei Einbringen der zweiten Betonschicht 32 und des damit verbundenen Gewichts, so kann auf die erste Folie 24 verzichtet werden. Auf die erste Folie 24 kann insbesondere verzichtet werden, wenn die zweite Betonschicht 32 erst relativ spät aufgebracht wird, wenn also nach dem Einbringen aller Verbinder 36 entsprechend Figur 5 die zweite Betonschicht 32 erst relativ spät, beispielsweise erst am Tage danach, aufgebracht wird.
  • Das Verdichten kann per Hand durchgeführt werden. Hierzu werden Platten mit einer Fläche von beispielsweise DIN A4, insbesondere im Bereich DIN A5 bis DIN A3, verwendet. Die Platten haben vorzugsweise durchgehende Löcher, um ein Vakuum zwischen Platte und Kanne der Schicht zu vermeiden und ein einfaches Abheben zu ermöglichen. Die Platten haben vorzugsweise einen Handgriff. Mittels dieses Werkzeuges wird per Hand mit normalem Krafteinsatz auf die zu verdichtende Schicht 28 gedrückt.
  • Beim Verdichten wird vorzugsweise auch etwas quer bewegt. Dies führt zu einer besseren Verhakung der Körner.
  • Es ist auch möglich, die Form 40 mit einem nicht ebenen Boden auszubilden. So kann z.B. ein tonnenförmig gewölbter Boden vorgesehen sein. Auf diese Weise lassen sich nicht ebene Wandelemente erstellen.
  • Die Figuren sind nicht maßstäblich. Bei den Figuren wurde bevorzugt darauf geachtet, die einzelnen Bauteile gut darstellen zu können. So sind z.B. die Folien 24, 30 deutlich dicker dargestellt, als sie in Wirklichkeit sind.

Claims (9)

  1. Vorgefertigtes isoliertes Wandelement für ein Gebäude, insbesondere für ein technisches Gebäude, mit einer ersten Betonschicht (20), mit einer zweiten Betonschicht (32) und mit einer zwischen der ersten und der zweiten Betonschicht (20, 32) befindlichen Isolationsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht vorzugsweise eine erste, wasserdichte Folie (24), die in Kontakt mit der ersten Betonschicht (20) ist, eine 30 bis 330 mm dicke Schicht (28) aus Schaumstoffkörpern mit einem Körnungsband von 1 bis 20 mm, insbesondere Körnern aus recycelten Polyurethanschaum, wobei die Schicht (28) aus Schaumstoffkörpern verdichtet ist, und eine zweite wasserdichte Folie (30) aufweist, die in Kontakt mit der zweiten Betonschicht (32) ist.
  2. Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement weiterhin Verbinder (36) aufweist, die in der ersten Betonschicht (20) verankert sind, sich durch die Isolationsschicht hindurch erstrecken und in der zweiten Betonschicht (32) verankert sind.
  3. Wandelement nach einer der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste wasserdichte Folie (24) und/oder die zweite wasserdichte Folie (30) aus einem bahnförmigen Material mit einer Dicke 0,03 bis 0,3 mm, insbesondere aus einer Kunststofffolie besteht.
  4. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat aus recycelten Polyurethanschaum ein Körnungsband von 2 bis 8 mm, vorzugsweise eine Körnung von etwa 5 mm, aufweist.
  5. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betonschicht (20) und/oder die zweite Betonschicht (32) eine innenliegende Armierung (22, 34), insbesondere Stahlarmierung, aufweist.
  6. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin mindestens ein Randelement (38) aufweist, das sich zwischen der Schicht (28) und einer Schmalfläche (26) des Wandelements befindet.
  7. Verfahren zum Herstellen eines vorgefertigten, isolierten Wandelements für ein Gebäude, insbesondere für ein technisches Gebäude, mit folgenden Verfahrensschritten:
    - Bereitstellen einer Form (40) mit einem Formboden und seitlichen Wänden,
    - Einfüllen einer Mischung für die ersten Betonschicht (20) in die Form (40) und Nivellieren der ersten Betonschicht (20),
    - vorzugsweise: Abdecken der noch feuchten, nicht ausgehärteten, ersten Betonschicht (20) mit einer ersten wasserdichten Folie (24),
    - Aufbringen einer Schicht (28) aus Schaumkörpern mit einem Körnungsband von 1 bis 20 mm, insbesondere aus recyceltem Polyurethanschaum, gemischt mit 40 bis 200 l/m3, insbesondere etwa 75 l/m3, Wasser, und Nivellieren dieser Schicht (28),
    - Verdichten der Schicht (28), sodass das Volumen der verdichteten Schicht (28) mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 20 %, kleiner ist als das Volumen der unverdichteten Schicht (28),
    - Abdecken der Schicht (28) mit einer zweiten wasserdichten Folie (30),
    - Einbringen von Verbindern (36), die von oben durch die zweite wasserdichte Folie (30), durch die Schicht (28), durch die erste wasserdichte Folie (24) bis in die erste Betonschicht (20) gedrückt werden, ohne jedoch bis zur äußeren Oberfläche dieser ersten Betonschicht (20) zu gelangen, wobei die Verbinder (36) nach oben über die zweite wasserdichte Folie (30) hinausragen in einem Maße, das kleiner ist als die Dicke der nachfolgend aufgebrachten zweiten Betonschicht (32) und
    - Aufbringen einer Mischung für die zweite Betonschicht (32) auf die zweite Folie (30) und über die überstehenden Abstandselemente und Nivellieren dieser zweiten Betonschicht (32).
  8. Verfahren nach dem vorangegangen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen der Schicht (28) aus Schaumkörpern ein Randelement (38) in die Form (40) eingebracht wird, das sich zwischen der Wand der Form (40) und der später eingefüllten Schicht (28) aus Schaumkörpern befindet und verhindert, dass die Schaumkörper in Kontakt mit einer seitlichen Wand kommen können.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Randelement (38) durch einen hochgeschlagenen Bereich der ersten wasserdichten Folie (24) und/oder durch separate Randteile gebildet ist.
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