NO321084B1

NO321084B1 - Foundations for building and construction formal and procedures for the construction of such

Info

Publication number: NO321084B1
Application number: NO20045673A
Authority: NO
Inventors: Harald Saethre; Jorgen Hagglund
Original assignee: Has Holding As
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-03-13
Also published as: NO20045673A; NO20045673D0; EP1831470A1; WO2006068490A1

Abstract

2004 -12- 2 3 Fundament for bygge- og anleggsformål, så som golv, lagerområder og liknende, med et bære- og isolasjonslag 17 av partikkelformet materiale som er lagt ut på et fast eller komprimert markunderlag 15 og som er dekket med et dekklag 18 av støpbart materiale som er herdet in situ. Bære- og isolasjonslaget 17 består i det minste for en vesentlig del av mangekantete partikler av et ikkehygrokopisk partikkelmateriale som har en størrelse i området 10 til 50 mm, hvilke partikler har hovedsakelig plane sideflater. Oppfinnelsen omfatter også en framgangsmåte for tilvirkning av et slikt fundament, hvor det på et markunderlag legges ut ett eller flere bære- og isolasjonslag av en partikkelformet masse med termisk isolerende egenskaper og som dekkes med en støpemasse for herding in situ.2004 -12- 2 3 Foundation for building and construction purposes, such as floors, storage areas and the like, with a carrier and insulation layer 17 of particulate material laid on a fixed or compressed ground support 15 and covered with a covering layer 18 of castable material cured in situ. The support and insulation layer 17 consists, at least for a substantial portion of polygonal particles, of a non-hygroscopic particle material having a size in the range of 10 to 50 mm, which particles have substantially flat side surfaces. The invention also encompasses a method for making such a foundation, in which one or more support and insulation layers of a particulate mass having thermally insulating properties are laid on a ground support and covered with an in situ curing mold.

Description

Fundament for bygge- og anleggsformål og framgangsmåte for anlegging av slikt. Foundation for building and construction purposes and procedure for laying such.

Oppfinnelsen gjelder et fundament i samsvar med innledningen til patentkrav 1. Det gjelder altså et fundament for bygge- og anleggsformål, så som golv, parkeringsplasser, lagerområder og liknende, med et bære- og isolasjonslag av partikkelformet materiale som er lagt ut på et fast eller komprimert markunderlag og som er dekket med et dekklag av plastisk materiale som er herdet in situ, hvor i det minste en vesentlig andel av bære- og isolasjonslaget inneholdt et partikkelformet skummateriale. Med "markunderlag" menes her alle former for naturlig mark eller tilsvarende oppfylt eller oppbygd og komprimert masse som er tilstrekkelig stabil for å bære det bygget eller anlegget som skal reises. The invention relates to a foundation in accordance with the introduction to patent claim 1. It therefore relates to a foundation for building and construction purposes, such as floors, car parks, storage areas and the like, with a support and insulation layer of particulate material that is laid out on a fixed or compressed ground base and which is covered with a cover layer of plastic material which has been hardened in situ, where at least a significant proportion of the support and insulation layer contained a particulate foam material. By "ground base" here is meant all forms of natural ground or equivalent filled or built-up and compacted mass that is sufficiently stable to support the building or facility to be erected.

Oppfinnelsen omfatter dessuten en framgangsmåte for å anlegge et slikt fundament. The invention also includes a method for constructing such a foundation.

Bakgrunn Background

Ved fundamentering av golv, terrasser, kjøreunderlag og liknende er det vanlig å legge ut et lag med grus på underlaget og så komprimere dette før det så blir støpt et lag med betong. Betongen krever på sin side glatting. Denne framgangsmåten er tidkrevende fordi den krever mye betong for støping og omfattende komprimering av bærelaget. I de tilfellene at det kreves isolasjon, kan denne legges ut i form av plater. Deretter legges det ut armeringsnett, før det fylles på betong. Herdingen av betong vil forsinke anleggingen av slike fundament vesentlig. When laying foundations for floors, terraces, driving surfaces and the like, it is common to lay out a layer of gravel on the surface and then compact this before a layer of concrete is poured. The concrete, on the other hand, requires smoothing. This procedure is time-consuming because it requires a lot of concrete for casting and extensive compaction of the base layer. In those cases where insulation is required, this can be laid out in the form of plates. Reinforcing mesh is then laid out, before concrete is filled. The hardening of concrete will significantly delay the construction of such foundations.

Det er kjent å legge et lag av partikler av ekspandert og brent leire, som dekkes med et lag av selvutjevnende avrettingsmasse. Men det er vanskelig å oppnå tilfredsstillende stabilitet ved komprimering for en slik løsning. Komprimering direkte på partikkelmassen er vanskelig på grunn av runde korn og komprimering på den ferdige avrettingsmassen er krevende på grunn av kort stivningstid. Dette vil derfor kunne føre til kantsvikt og ujevnheter i det ferdige fundamentet. It is known to lay a layer of particles of expanded and burnt clay, which is covered with a layer of self-leveling screed. But it is difficult to achieve satisfactory stability during compression for such a solution. Compaction directly on the particle mass is difficult due to round grains and compaction on the finished leveling mass is demanding due to the short setting time. This could therefore lead to edge failure and unevenness in the finished foundation.

Det er også kjent å legge ut et lag eller flere lag med grus som bærelag under isolasjonsplater, for påstøping av ei betongplate. Dette er både en arbeidskrevende og materialkrevende prosess. It is also known to lay out a layer or several layers of gravel as a support layer under insulation boards, for casting a concrete slab. This is both a labor-intensive and material-intensive process.

Fra japansk patentsøknad 2001193071 (Yutaka 2001) er det kjent å bruke partikler av glasskum for å redusere vekta av et vegunderlag på ei damfylling. From Japanese patent application 2001193071 (Yutaka 2001) it is known to use particles of glass foam to reduce the weight of a road surface on a dam fill.

Fra US-patentskrift 3,756,507 (Hånig m.fl. 1973) er det kjent å bruke partikler av skumglass som tilsetning til skumplast i innstøpte fundamentelementer for jernbanespor. From US patent 3,756,507 (Hånig et al. 1973) it is known to use particles of foam glass as an additive to foam plastic in embedded foundation elements for railway tracks.

Ingen av disse anvisningene har gitt grunnlag for å skape et tilfredsstillende bærelag for krevende fundament. None of these instructions have provided a basis for creating a satisfactory support layer for demanding foundations.

Formål Purpose

Hovedformålet med oppfinnelsen er å komme fram til et fundament og en framgangsmåte for å anlegge et slikt, som gir et fundament med gode egenskaper med liten arbeidsinnsats. De viktigste egenskapene er styrke, og jevnhet. Jevnhet bør kunne oppnås uten bruk av utstyr eller spesielle tiltak for å jevne massen, slik tilfellet har vært ved bruk av slik masse som dekklag over et bærelag ved kjent teknikk. The main purpose of the invention is to arrive at a foundation and a method of constructing such a foundation, which provides a foundation with good properties with little work effort. The most important properties are strength and smoothness. Evenness should be achieved without the use of equipment or special measures to level the mass, as has been the case when such mass is used as a cover layer over a support layer in known techniques.

Et annet formål er å redusere masseforbruket. Det er ønskelig å kunne oppnå tilfredsstillende styrkeegenskaper uten bruk av armering eller annen forsterkning som betyr mer materialforbruk og mer arbeid. Another purpose is to reduce mass consumption. It is desirable to be able to achieve satisfactory strength properties without the use of reinforcement or other reinforcement, which means more material consumption and more work.

Oppfinnelsen The invention

Oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Bære- og isolasjonslaget består ifølge oppfinnelsen i det minste for en vesentlig del av partikler av et partikkelmateriale som har en størrelse i området 10 til 50 mm, hvilke partikler har mangekantete og hovedsakelig plane sideflater. The invention is stated in patent claim 1. According to the invention, the support and insulation layer consists at least for a significant part of particles of a particulate material having a size in the range of 10 to 50 mm, which particles have polygonal and mainly flat side surfaces.

Med denne oppbygningen er det tilstrekkelig å legge ett lag bæremateriale. Det kreves lite komprimering og dekklaget kan påføres på enkel måte. Det vesentlige er imidlertid at det oppnås god kvalitet på fundamentet, både med hensyn på mekanisk styrke, stabilitet og termisk isolasjonsevne. Partikler av glasskum har tette porer, slik at bærelaget tar opp minimalt med vann. På grunn av de gode isolasjonsegenskapene kan tykkelsen på bærelaget reduseres, slik at masseforbruket og transportbehovet blir lavere enn ved tilsvarende kjente fundamenteringer. With this structure, it is sufficient to lay one layer of carrier material. Little compaction is required and the cover layer can be applied easily. The essential thing, however, is that good quality is achieved on the foundation, both with regard to mechanical strength, stability and thermal insulation. Particles of glass foam have tight pores, so that the base layer absorbs minimal water. Due to the good insulation properties, the thickness of the bearing layer can be reduced, so that the mass consumption and transport requirements are lower than with corresponding known foundations.

Den gunstige effekten av oppfinnelsen med hensyn på stabilitet skyldes hovedsakelig karakteren av partiklene i bærelaget. Med mangekantete partikler med hovedsakelig plane sideflater oppnås en vesentlig bedre sammenkiling og låsning enn ved tilsvarende kjente granulater med runde korn, som vil være mer tilbøyelig til å blir forskjøvet ved belastning. The favorable effect of the invention with regard to stability is mainly due to the nature of the particles in the carrier layer. With polygonal particles with mainly flat side surfaces, a significantly better wedging and locking is achieved than with similar known granules with round grains, which will be more inclined to be displaced under load.

Det er særlig fordelaktig dersom tykkelsen på bære- og isolasjonslaget er minimum 150 mm, og at dekklaget er tilvirket av selvutjevnende støpemasse. It is particularly advantageous if the thickness of the support and insulation layer is a minimum of 150 mm, and that the cover layer is made of self-leveling casting compound.

Bære- og isolasjonslaget inneholder minimum 95 volumprosent partikler av glasskum, fortrinnsvis over 98 volumprosent, slik det er angitt i patentkrav 3. Bære- og isolasjonslaget kan komprimeres en pakkingsgrad på minimum 1,1, maksimalt 1,25. The support and insulation layer contains a minimum of 95% by volume particles of glass foam, preferably over 98% by volume, as stated in patent claim 3. The support and insulation layer can be compressed to a packing ratio of minimum 1.1, maximum 1.25.

Dekklaget har en tykkelse i området 20- 100 mm, fortrinnsvis ca. 40 mm. The cover layer has a thickness in the range of 20-100 mm, preferably approx. 40 mm.

Oppfinnelsen omfatter også en framgangsmåte for tilvirkning av et golv eller liknende fundament, hvor det på et markunderlag legges ut ett eller flere bære- og isolasjonslag av en partikkelformet masse med termisk isolerende egenskaper og som dekkes med en støpemasse for herding in situ. Et skummateriale tilvirkes med partikler med en størrelse i området 10 - 50 mm som maksimal utstrekning, slik at disse partiklene får mangekantet form med hovedsakelig plane sideflater. Denne oppbryting kan skje under produksjon ved at tilvirkere plater av skummateriale får desintegreres eller brytes opp ved naturlig krakelering. The invention also includes a method for the production of a floor or similar foundation, where one or more support and insulation layers of a particulate mass with thermally insulating properties are laid out on a ground surface and which is covered with a molding compound for curing in situ. A foam material is made with particles with a size in the range of 10 - 50 mm as a maximum extent, so that these particles take on a polygonal shape with mainly flat side surfaces. This breakdown can occur during production when manufacturers allow sheets of foam material to disintegrate or break up by natural cracking.

Partikler av dette materialet fordeles over et fast eller komprimert underlag i en tykkelse på min. 150 mm. Det fordelte partikkelmaterialet komprimeres så med en komprimeringsgrad fra 1,1 til 1,25. Over det fordelte og komprimerte bære- og isolasjonslaget tilføres så et lag med selvutjevnende avrettingsmasse. Particles of this material are distributed over a solid or compacted substrate to a thickness of min. 150 mm. The distributed particulate material is then compacted with a compression ratio of 1.1 to 1.25. A layer of self-leveling leveling compound is then added above the distributed and compressed carrier and insulation layer.

Det er særlig fordelaktig dersom partiklene tilvirkes av glasskum, hvor det i råmaterialet for skumdannelsen kan tilsettes en andel aske og/eller pulverformet mineralmateriale, så som stein, keramikk, porselen, fortrinnsvis under 5%. I den selvutjevnende avrettingsmassen kan det i plastisk tilstand tilsettes armeringsmatter og/eller fiberarmering, fortrinnsvis av stålfiber eller glassfiber. It is particularly advantageous if the particles are made from glass foam, where a proportion of ash and/or powdered mineral material, such as stone, ceramics, porcelain, preferably below 5% can be added to the raw material for the foam formation. Reinforcing mats and/or fiber reinforcement, preferably made of steel fiber or glass fiber, can be added to the self-levelling screed in its plastic state.

Eksempel Example

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet nærmere under henvisning til figurene, hvor The invention is described below in more detail with reference to the figures, where

Fig. 1 viser vertikalsnitt gjennom et fundament utformet ved kjent teknikk, Fig. 1 shows a vertical section through a foundation designed using known techniques,

Fig. 2 viser vertikalsnitt gjennom en utførelsesform av oppfinnelsen, mens Fig. 2 shows a vertical section through an embodiment of the invention, while

Fig. 3 viser perspektivriss av en partikkel som er egnet for å inngå i et fundament i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 3 shows a perspective view of a particle which is suitable for being included in a foundation in accordance with the invention.

I Fig. 1 er det vist et fundament anbrakt på et underlag 11, for eksempel en fylling med komprimert grus og sand. På underlaget er det lagt ut et bære- og isolasjonslag 12 med partikler av ekspandert leire, som er dekket av et dekklag 13 av støpemasse. Partiklene i bære- og isolasjonslaget 12 er dråpe- eller kuleformet og lite egnet for komprimering, både på grunn av form og størrelse. Minimal komprimering kan føre til at dekklaget svikter i kantene 14. De vil dessuten være hygroskopiske og få redusert isolasjonseffekt dersom de blir tilført vann. In Fig. 1, a foundation is shown placed on a substrate 11, for example a filling with compressed gravel and sand. A support and insulation layer 12 with particles of expanded clay is laid out on the substrate, which is covered by a cover layer 13 of molding compound. The particles in the support and insulation layer 12 are drop-shaped or spherical and not suitable for compression, both because of their shape and size. Minimal compression can cause the cover layer to fail at the edges 14. They will also be hygroscopic and have a reduced insulation effect if water is added to them.

I fig. 2 er det vist snitt gjennom et fundament utformet i samsvar med oppfinnelsen. På et underlag 15 er det lagt en separasjonsduk 16, for eksempel av fiberduk. Denne skal på kjent måte hindre inntrengning av finmasse i isolasjonslaget. Over separasjonsduken 16 er det lagt ut et bærelag 17 med partikler tildannet av glasskum. In fig. 2 shows a section through a foundation designed in accordance with the invention. A separation cloth 16, for example made of fiber cloth, is laid on a substrate 15. This should, in a known manner, prevent the penetration of fine matter into the insulation layer. Above the separation cloth 16, a support layer 17 with particles made of glass foam is laid out.

I Fig. 3 er det vist et eksempel på en slik partikkel. Den er laget av glasskum-plater som er delt opp i biter med varierende størrelse og geometrisk form. Oppdelingen skjer ved at de skumglassplatene som kommer ut av den kjente varmebehandlingen får krakelere på naturlig måte på produksjonsbåndet og ved fallet ut av dette. Bitene kan være mellom 10 og 50 mm, i den betydning at de passerer gjennom sikt som har hullåpninger på 50 mm, men ikke gjennom sikt som har hullåpning under 10 mm. Disse partiklene har lukkete porer og kjennetegnes ved at de har ru overflate med plane sideflater og naturlig svakt avrundete kanter. Avrundete kanter betyr at de har lett for å presses sammen ved kompaktering. De flate sidene betyr at de danner flateanlegg mot nabopartikler, noe som gir fast og stabilt anlegg. De ru overflatene bidrar til å holde sammenstøtende partikler sammen. Dette betyr samlet at bærelaget 17 lett kan presses sammen til et sammenlåst partikkelmasse som tåler høy belastning og som er stabil. Dette vil være vesentlig forskjellig fra bærelaget 12 ved kjent fundament i Fig. 1, hvor partiklene ikke danner stødige anlegg og heller ikke griper godt inn i hverandre. Fig. 3 shows an example of such a particle. It is made of glass foam sheets that are divided into pieces of varying size and geometric shape. The division takes place by the fact that the foam glass plates that come out of the known heat treatment crackle in a natural way on the production line and when they fall out of it. The pieces can be between 10 and 50 mm, in the sense that they pass through sieves that have hole openings of 50 mm, but not through sieves that have hole openings of less than 10 mm. These particles have closed pores and are characterized by a rough surface with flat side surfaces and naturally slightly rounded edges. Rounded edges mean they are easy to squeeze together when compacting. The flat sides mean that they form flat structures against neighboring particles, which provides a firm and stable structure. The rough surfaces help keep colliding particles together. Overall, this means that the carrier layer 17 can easily be pressed together into an interlocking particle mass which can withstand high loads and which is stable. This will be significantly different from the support layer 12 of the known foundation in Fig. 1, where the particles do not form stable structures and do not engage well with each other either.

Bære- og isolasjonslaget 17 blir presset sammen med hensiktsmessige midler, for eksempel en vibrator, en valse eller en beltegående anleggsmaskin. The support and insulation layer 17 is pressed together by suitable means, for example a vibrator, a roller or a tracked construction machine.

Over bære- og isolasjonslaget 17 er det lagt et dekklag 18 av selvutjevnende avrettingsmasse. Denne kan fortrinnsvis være på sementbasis. Bruken av slik masse krever ingen sammenpressing og ingen utjevning. A cover layer 18 of self-leveling leveling compound is laid over the support and insulation layer 17. This can preferably be cement-based. The use of such mass requires no compaction and no levelling.

Den selvutjevnende avrettingsmassen kan i plastisk tilstand tilsettes armeringsmatter og/eller fiberarmering, fortrinnsvis av stålfiber eller glassfiber. The self-leveling screed can be added in its plastic state to reinforcing mats and/or fiber reinforcement, preferably steel fiber or glass fiber.

Modifikasjoner Modifications

Ved leggingen av bære- og isolasjonslaget 17 på større areal kan det være aktuelt å dekke det med et tynt lag av sand som vil avrette partikkellaget og senke forbruket av avrettingsmasse. When laying the support and insulation layer 17 on a larger area, it may be relevant to cover it with a thin layer of sand which will level the particle layer and reduce the consumption of leveling compound.

Det kan også legges et sjikt med diffusjonsfolie over bære- og isolasjonslaget, for å redusere forbruket av avrettingsmasse og hindre diffusjon av fuktighet fra grunnen og inn i lokalene. A layer of diffusion foil can also be laid over the support and insulation layer, to reduce the consumption of screed and prevent the diffusion of moisture from the ground into the premises.

Claims

1. Foundation for building and construction purposes, such as floors, storage areas and the like, with a support and insulation layer (17) of particulate material which is laid out on a firm or compacted ground base (15) and which is covered with a cover layer ( 18) of castable material which has been cured in situ, where at least a significant proportion of the support and insulation layer contains a particulate foam material, which is preferably non-hygroscopic, characterized in that the support and insulation layer (17) consists at least for a substantial part of polygonal particles of the particulate material, having a size in the range of 10 to 50 mm, which particles have mainly planar side surfaces.

2. Foundation in accordance with patent claim 1, characterized in that the thickness of the support and insulation layer (17) is a minimum of 150 mm, the covering layer (18) being made of self-leveling molding compound.

3. Foundation in accordance with patent claim 1 or 2, characterized in that the support and insulation layer (17) contains a minimum of 95 volume percent glass foam particles, preferably over 98 volume percent.

4. Foundation in accordance with one of the patent claims 1 - 3, characterized in that the support and insulation layer (17) is compressed to a packing ratio of minimum 1.1, maximum 1.25.

5. Foundation in accordance with one of patent claims 1 - 4, characterized in that the cover layer (18) has a thickness in the range of 20 - 100 mm, preferably approx. 40 mm.

6. Foundation in accordance with one of patent claims 1 - 5, characterized by a maximum of 25 percent by volume of the support and insulation layer (17) comprising a particulate mass with a particle size below 20 mm.

7. Procedure for the production of a floor or similar foundation, where one or more support and insulation layers of a particulate mass with thermal insulating properties are laid out on a ground surface and which is covered with a casting mass for curing in situ, characterized in that of foam material is made with particles with a size in the range of 10-50 mm as a maximum extent, as these particles have mainly flat side surfaces, - that particles of this material are distributed over a solid or compressed substrate in a thickness of min. 150 mm, - that the distributed particulate material is compacted with a degree of compaction from 1.1 to 1.25, - that a layer of self-leveling leveling compound is added over the distributed and compressed carrier and insulation layer.

8. Method in accordance with patent claim 7, characterized in that the particles are manufactured from glass foam.

9. Method in accordance with patent claim 8, characterized in that a proportion of ash and/or powdered mineral material, such as stone, ceramics, porcelain, is added to the raw material for the foam formation, preferably below 5%

10. Method in accordance with patent claim 7 or 8, characterized in that the particles are produced by natural cracking at the end of production. II. Method in accordance with one of the patent claims 7-10, characterized in that reinforcement mats and/or fiber reinforcement, preferably of steel fiber or glass fiber, are added to the self-leveling leveling compound in a plastic state.