NO176599B - Fundament med barrieremembran - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fundament innbefattende et øvre betonglag, et nedre lag og en barrieremembran innlagt mellom det øvre og nedre lag. Nærmere bestemt skal slike fundamenter danne barrierer for gasser, spesielt metan og radon.

Det er en tiltagende bevissthet om at metan kan genereres i bakken under en bygning eller annen konstruksjon (spesielt ved nedbrytning av vegetabilsk materiale), og er tilbøyelig til å sive opp gjennom fundamenter. Ansamlinger, f.eks. i kjellere, kan medføre fare. Videre kan, spesielt i enkelte deler av landet, radon være en alvorlig helsefare. Et konvensjonelt fundament innbefatter et porøst nedre lag, f.eks. av aggregat; et mellomliggende lag som kan være av bitumen eller syntetisk resin f.eks. polyten (gjennom hvilke gasser kan være istand til å trenge gjennom); og et øvre betonglag, hvilket egentlig kan ha gode sperreegenskaper, men disse blir ofte spolert ved virkningen av sprekker og skjøter. Således søker den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et fundament med en gassbarrieremembran mellom det mellomliggende lag og betongen. Vanligvis vil barrieren være innrettet til å la gass passere til atmosfæren utenfor bygningens indre. Membraner som er ugjennomtrengelige for væsker er vel kjent, f.eks. for fuktsikre løp. Én slik membran er polyetylenfilm med et bitumlag på én side. Imidlertid gir slike væskesikre barriere ikke tilstrekkelig motstandighet mot gasser.

US-patent 4224367 viser et flerlags innpakningsmateriale med et sentralt barrierelag. Dette patentskrift er spesielt opptatt av en løs montasje av enkeltlagene, og sier intet om at det beskyttende materialet skal bindes til hovedsakelig hele overflaten av barrierelaget. Dette patentskrift omhandler innpakningsfilmer for næringsmidler og lignende, og er vanskelig å sammenligne med barrieremembraner for bygningsfundamenter. Her er det vesentlig at lagene skal være fullstendig sammenbundet over hele deres areal. Ellers ville belastningene forbundet med deres bruk føre til skade på barrierelaget, og alvorlig forringelse av dets barriereegenskaper.

Ytterligere eksempler på teknikkens stand er representert ved EP-A-35392, US-A-3725185 og GB-A-2122133.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt et fundament av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at barrieremembranen utgjør et gassbarrierelag innkapslet i beskyttende materiale innbefattende plast, hvilket beskyttende materiale dekker barrierelaget på begge sider og minst en vesentlig del av omkretsen; idet det beskyttende materialet er bundet til hovedsakelig hele overflaten av barrierelaget.

NB! Betegnelsen "lag" omfatter belegg og avsetninger såvel som preformede lag.

Aluminium har utmerkede barriereegenskaper, selv i form av tynne filmer, forutsatt at den ikke er så tynn at den har en uakseptabel forekomst av ørsmå hull. F.eks. kan akseptabel film på 18 pm tykkelse pålitelig fremstilles med mindre enn 10 hull/m2 , skjønt 25 pm film er mer realistisk ut fra betraktningen om masseproduksjon. Mål ned til 12 pm kan fremstilles med ikke mer enn 50 hull/m<2> (for 95$ av prøvene), mens det tilsvarende tall for 9 pm folie vanligvis er omlag 500 hull/m2 . Men aluminiumsfolie er utsatt for korrosjon av både sure og alkaliske reagenter (og betong har en høy pH, f.eks. pH 13).

Videre er tynne lag mekanisk svake. Det er nå funnet at bare det å belegge en aluminiumsfolie på begge flater med plastmateriale behøver ikke være tilstrekkelig, ettersom den fortsatt kan være åpen for angrep i kantene. Derfor er fullstendig innkapsling ønskelig, der plasten forløper ut forbi metallet, minst ved hovedkantene, og hensiktsmessig med minst 5 mm og fortrinnsvis med omlag 10 mm.

I en foretrukket form bæres aluminiumen av et forsterkende lag (f.eks. av en polyester) på en eller begge sider, og det hele innkapsles i en omgivende mantel eller kappe, f.eks. av en polyolefin, hensiktsmessig ved ekstrudering. Egnede polyolefiner innbefatter polyetylen (innbefattende lineære, lav eller middels densitets polyetylen), polypropylen og polybutylen. De to siste er bedre gassbarrierer enn polyetylen og er tilbøyelig til å være sterkere. Dersom de innkapslende lag er tilstrekkelig sterke kan et indre forsterkende lag være unødvendig.

Polyestere har også gassbarriere-egenskaper. Imidlertid er de sårbare for sterkt alkaliske forhold, så det kan være ønskelig for et polyesterlag å ha et eller annet beskyttende belegg.

Polyvinylidenklorid ("PVdC"), f.eks. Saranex (varemerke), er et eksempel på et annet materiale med barriereegenskaper som kan supplere, eller i enkelte tilfeller til og med erstatte aluminium. Forholdsvis tunge belegg, f.eks. opp til 20 g/m<2>, fortrinnsvis omlag 12 g/m<2> kan benyttes. De ville vanligvis bli dannet ved påføring av et antall beleggende lag. Materialet med et 3 g/m<2> lag av PVdC er tilgjengelig, og dette kan gis et eller flere ytterligere belegg, f.eks. som gir en total på 15 g/m2 . Imidlertid er det en fare for at et flerlags PVdC belegg vil lide av noe delaminering. For således å sikre pålitelig opprettholdelse av barriereegenskapene, er innkapsling nødvendig, som for aluminium.

En annen mulig gassbarriere er et tykt (f.eks. 100 pm) lag av etylen-vinylalkohol ("EVOH). Imidlertid er EVOE utsatt for å absorbere vann, med alvorlig forringelse av dens egenskaper. Således er igjen innkapsling krevet for å fremstille et materiale som kan motstå den hårdhendte behandling det sansynligvis møter under og før installering, og fortsatt gi god barrierebeskyttelse i mange år.

Et barrierelag kan innbefatte aluminium avsatt (f.eks. ved dampavsetning) på et styrkende lag. Det styrkende lag, f.eks. av polyetylentereftalat ("PET") kan også ha gassbarriereegenskaper, som således tillater bruk av forholdsvis tynn aluminium. Barriereegenskapene kan også forøkes av et eller flere ytterligere belegg av barrierematerialer, f.eks. PVdC eller EVOH.

Alternative materialer for det eller de ytre lag innbefatter lettvektig PVC (fortrinnsvis minst 20 pm tykt).

Når aluminium benyttes i sammen med et eller flere styrkende lag, kan det eller hvert styrkende lag bindes til aluminium ved bruk av en adhesiv, som kan være en polyolefinekstrudering. Adhesivlaget eller lagene kan forløpe ut forbi aluminiumen i sidene. Det resulterende laminat kan deretter innkapsles ved ekstruderingsbelegging av et polyolefinlag på hver side, der lagene forløper ut forbi aluminiumen og binder seg til det utstikkende adhesivlag. Ekstruderte filmer tenderer til å være tykkere i sidene. Det kan således arrangeres at de fortykkede kantpartier av de ekstruderte lag har tilsammen en tilleggstykkelse som nærmere seg tykkelsen av aluminumslaget. Således er membranet av hovedsakelig jevn tykkelse gjennom hele dens bredde, ettersom sidekantområdene der det ikke er noen aluminium har i steden de tykkere innkapslende lag.

En enklere form for membran har et styrkende lag på kun en side. Det er bundet til aluminiumen med et ekstrudert adhesivlag som forløper ut forbi aluminiumen. Et ytterligere resinlag (f.eks. polyolefin) ekstruderes på den andre flate av aluminiumen for slik å rage ut forbi den, bg for å binde til adhesivlaget.

Membraner kan også fremstilles ved adhesivlaminering.

Et membran kan ha et par styrkende lag ved respektive sider av aluminium, der hvert forløper ut forbi det slik at de styrkende lag kan adhereres sammen.

Et membran for bruk i et fundament som innehar oppfinnelsen kan anordnes på en spole, med enhver ønsket lengde. Hensiktsmessig er breddene temlig liten (f.eks. en meter).

Strimler av membranet kan belegges med bitumen, fortrinnsvis minst 1 mm tykt.

For å anordne en barriere i et fundament, kan bitumenbelagte strimler legges, med bitumensiden ned, over det nedre lag av fundamentet. Tilstøtende strimler er overlappet og festet sammen med adhesivbånd. Foretrukne adhesivbånd innbefatter en strimmel av barrieremembran hovedsakelig som beskrevet, med et adhesivlag eventuelt beskyttet av et frigjøringspapir.

I et typisk eksempel på barrieremembran som kan benyttes i oppfinnelsen, bindes et aluminiumslag til et (eller et respektivt) samløpende styrkende lag av polyester på en eller begge dens sider, og aluminium/polyesterkompositt innkapsles mellom polyolefin (f.eks. polyetylen) filmer, eller en polyolef inf ilm på en side og bitumen på den andre. De innkapslende filmer forløper på tvers ut forbi kompositten. De er bundet til kompositten over hovedsakelig hele dens overflateareal, og til hverandre i de utstikkende kanter. Polyetylen er enkelt forlengbar mens aluminium ikke er det. Således dersom det ikke var for det styrkende materialet ville det være en fare for skade. Innkapsling med bindemiddel over hele overflaten er mye sikrere enn bare sømming av de innkapslende filmer sammen langs deres kanter.

Enkelte eksempler på barrieremembraner for bruk i oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i nærmere detalj med hen-visning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 viser et skjematisk snitt gjennom et første eksempel på et membran; Fig. 2 viser et tilsvarende riss av et andre eksempel; og Fig. 3 viser et tilsvarende riss av et tredje eksempel som innbefatter et adhesivbånd.

Membranen vist i fig. 1 er i form av en avlang strimmel med bredde 1 m, vist i tverrsnitt. En aluminiumsfolie 10 (f.eks. med tykkelse 19 pm) ligger an på hver side av et ekstrudert lag 12 av polyetylen som tjener som adhesiv, som stikker sideveis ut forbi aluminiumen 10. Disse fester respektive styrkende lag 14 av polyester (f.eks. P.E.T., polyetylentereftalat) hensiktsmessig med tykkelse 12-24 pm. Disse er av mindre sideutstrekning enn adhesivlaget 12, som således er eksponert i kantene. De styrkende lag har noe gassbarriere-egenskaper, og tillater således bruken av forholdsvis tynn aluminium, ettersom flere ørsmå hull kan tolereres. Til slutt er det ekstrudert lag av polyolefin 16 som stikker sideveis ut minst så mye som adhesivlagene 12, og er bundet til disse.

Egnede polyolefinmaterialer er basert på polyetylen, polypropylen eller kopolymerer.

Fig. 2 viser en membran fremstilt ved adhesivlaminering. Når denne teknikk benyttes i steden for ekstruderingslaminering, er det ikke mulig i praksis å forlenge adhesiven sideveis ut forbi substratet. Således påføres f.eks. en todelt herdead-hesiv 12' (f.eks. polyuretan-basert) på en eller begge sider av aluminiumen 10, og et styrkende lag 14' med samme bredde som aluminiumen 10 påføres på den eller hver belagte flate. Minst en side blir deretter adhesivmessig adherert med et ytterligere adhesivlag 12' til en bane 16 av polyolefin, f.eks. polyetylen, som forløper på tvers ut forbi aluminiumen etc. Dersom det er polyetylen på hver side, blir sidepartiene av de to polyetylenbaner innbyrdes adherert for å oppnå innkapsling. Dersom det er polyetylen på kun en side, kan innkapslingen basere seg på påføring av bitumen på den andre side.

I en relatert form for membran er aluminiumslaget adherert (med en todelt polyuretanadhesiv) på en side til polyetylen og på den andre side til polyester, der de to polymere lag er bredere enn aluminiumen, deres utstikkende kanter adhereres til hverandre. Deretter belegges den synlige flate av polyesteren med bitumen.

Fig. 3 viser et adhesivbånd 30 som er en strimmel av barrieremembran med mange likheter med det nettopp beskrevet, skjønt den naturligvis blir vanligvis fremstilt i mindre bredder. Båndet 30 har et barrierelag 32 av metallfolie innkapslet i plastlag 34, 36, 38, 40 som forløper ut forbi hver tverrside av folien 32 med minst 5 mm og fortrinnsvis minst 7 mm og er bundet sammen slik at folien er fullstendig beskyttet (bortsett fra i endene, der båndet sansynligvis blir kappet). På en side er det et adhesivlag 42, beskyttet

av et f r igjøringspapir 44. Detaljer ved egnede lag er gitt nedenfor:

Lag 40 er valgfritt og kunne erstattes med en etylenkopolymer eller utelates.

Et slikt bånd kan tilvirkes ved ekstruderingslaminering. Prosessen kan være som følger: 1. løp: Melinex 800 hovedbelegges (i linje) og ekstrude-ringslaminert med strimler av aluminiumsfolie, ved bruk av smeltet resin (lag 36). Generelt fremstilles en material-plate, med et antall aluminiumsstrimler plassert 10 til 20 mm fra hverandre. 2. løp: En preformet plate for å utgjøre tykklagsfilmen (40) ekstruderingslamineres over foliestrimlen ved bruk av smeltet resin (lag 38).

3. løp: Adhesiv (42) og frigjøringspapir (44) påsettes.

4. løp: Platen slisses til strimler som hver inneholder en enkelt innkapslet aluminiumsstrimmel. Platestrimlene spoles opp.

Polyetylen er varmeforlengbart i en markert grad. Således dersom polyesterlaget 34 ble erstattet med en annen polyetylen, ville produktet sprekke og krølle seg alvorlig ved avkjøling. Faktisk kunne det andre og påfølgende løp være umulig. Dette kunne unngås ved å benytte adhesivlaminering i steden for ekstruderingslaminering. Imidlertid ville påføringstrinnet med avstandsbeliggende aluminiumsstrimler til et adhesivbelagt forutgående lag 36 tendere til å være slurvete p.g.a. gapene hvor adhesiv ville forbli eksponert.

Membranstrimler, f.eks. som vist i fig. 1 og 2, kan forbindes ved hjelp av bånd eller tape som vist i fig. 3 for å fremstille en sammensatt membran med utmerkede barriereegenskaper og motstand mot korrosjon. Når dette er anordnet mellom det nedre porøse lag og det øvre betonglag i et bygningsfundament, er kombinasjonen et fundament med utmerkede gassbarriereegenskaper.

Claims (10)

1. Fundament innbefattende et øvre betonglag, et nedre lag og en barrieremembran innlagt mellom det øvre og nedre lag, karakterisert ved at barrieremembranen utgjør et gassbarrierelag (10;32) innkapslet i beskyttende materiale (12, 14, 16;12', 14', 16'; 34, 36, 38, 40) innbefattende plast, hvilket beskyttende materiale dekker barrierelaget (10;32) på begge sider og minst en vesentlig del av omkretsen; idet det beskyttende materialet er bundet til hovedsakelig hele overflaten av barrierelaget.

2. Fundament ifølge krav 1, karakterisert ved at det beskyttende materialet (12, 16; 12', 16'; 34-40) fra de to sider forløper ut forbi barrierelaget (10; 32) med minst 5 mm over minst en vesentlig del av omkretsen, der materialet (12, 12'; 36) fra en side forbindes til materialet (12; 12; 38) fra den andre side.

3. Fundament ifølge et eller fler av de forangående krav, karakterisert ved at barrierelaget (10; 32) er aluminium som er minst 12 pm tykt og er båret av et styrkende lag (14; 14'; 34) på en eller begge sider.

4. Fundament ifølge krav 3, karakterisert ved at det eller hvert styrkende lag (14; 14', 34) er av polyestermateriale.

5. Fundament ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at aluminiumen (10) og det styrkende lag eller lagene er innkapslet i en omgivende mantel (16; 12', 16), innbefattende innkapslende lag (12, 16; 12', 16) av polyolefin eller polyvinylklorid som innkapsler både barrierelaget (10) og det styrkende lag eller lagene (14; 14').

6. Fundament ifølge krav 5, karakterisert ved at det eller hvert styrkende lag (14) er bundet til aluminiumen (10) ved bruk av en adhesiv (12) innbefattende en polyolefinekstrudering, og at det adhesive lag eller lagene (12) forløper ut forbi aluminiumen i sidene, og det resulterende laminat er innkapset ved ekstruderingsbelegging av et polyolefinlag (16) på hver side, der lagene forløper ut forbi aluminiumen og binder seg til det utstikkende adhesivlag eller lagene.

7. Fundament ifølge et eller f ler av de foranstående krav, karakterisert ved at barrieremembranen har et ytre lag av bitumen.

8. Fundament ifølge et eller f ler av de foranstående krav, karakterisert ved at barrieremembranen er i form av minst en langstrakt strimmel hvor det innkapslende materialet dekker sidekantene av aluminiumslaget (10).

9. Fundament ifølge krav 8, der barrieremembranen er dannet av et antall langstrakte strimler, og tilstøtende strimler er forbundet ved hjelp av adhesivtape (30) som også dannes som en barrieremembran, karakterisert ved at den utgjør et gassbarrierelag (10;32) innkapslet i beskyttende materiale omfattende plast, hvilket beskyttende materiale dekker barrierelaget (10; 32) på begge sider og minst en vesentlig del av omkretsen; idet det beskyttende materialet er bundet til hovedsakelig hele overflaten av barrierelaget og har et adhesivlag på en utvendig side.

10. Fundament ifølge et eller fler av de foranstående krav, karakterisert ved at det nedre lag er et porøst aggregatlag.