WO1994013905A1 - Mineralwolle-formkörper für die dämmung von bauteilen von gebäuden sowie verfahren zur herstellung von mineralwolle-formkörpern - Google Patents

Mineralwolle-formkörper für die dämmung von bauteilen von gebäuden sowie verfahren zur herstellung von mineralwolle-formkörpern Download PDF

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WO1994013905A1
WO1994013905A1 PCT/EP1993/003433 EP9303433W WO9413905A1 WO 1994013905 A1 WO1994013905 A1 WO 1994013905A1 EP 9303433 W EP9303433 W EP 9303433W WO 9413905 A1 WO9413905 A1 WO 9413905A1
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molded body
mineral
clay
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Gerd-Rüdiger Klose
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Deutsche Rockwool Mineralwoll-Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5037—Clay, Kaolin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/16—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements of fibres or chips, e.g. bonded with synthetic resins, or with an outer layer of fibres or chips

Definitions

  • the invention relates to a mineral wool molded body for the insulation of building components, in particular for outer walls and roofs.
  • Numerous mineral wool moldings are known in the form of cut plates or sheets, which are attached to the outside or inside surfaces of building walls or between rafters or outside on roof surfaces, to name just a few examples.
  • the panels or sheets are usually laminated with a vapor barrier in the form of an aluminum or plastic film.
  • cladding such as plasterboard, wood paneling and. Like. applied. It is also common to apply cladding on the outside, e.g. water-impermeable plaster layers, clinker cladding or the like. The work and material expenditure for such building insulation is extraordinarily large.
  • the invention therefore takes a completely different route, and it is based on the object of creating a mineral wool molded body which can be produced with little material and labor and which, in addition to good thermal insulation and, if appropriate, soundproofing properties, also has other properties Properties required in practice, in particular pressure resistance and water impermeability.
  • clay minerals is used to mean the minerals kaolinite, halloysite, montmorillonite, illite and vermilite. These also include clay minerals that are particularly swellable, such as Na montmorillonite. These also include active bentonites, ie montmorillonites doped with different cations.
  • the invention is based on the knowledge that natural mixtures of clay minerals with fine sands, mica and weathering residues of the rocks from which the clays originated, including loams, with, for example, straw, chopped, flax or other fibrous plants materials for a long time as interior and exterior plasters or to fill in the spaces in wooden structures, such as in trusses, have proven their worth.
  • the clay minerals are effective binders, which after drying have a certain, in most cases sufficient, strength.
  • the thermal insulation properties leave something to be desired; in any case, they do not meet today's requirements for the insulation, in particular thermal insulation, of buildings.
  • the infills consisted of either a clay or lean clay mineral mixture with fibrous vegetable aggregates as well as an internal stiffening made of a wooden frame in the form of vertical wooden sticks and a horizontal wicker or similarly flexible woods. Fired bricks or quarries, if necessary with a layer of clay, are often used for the infills.
  • the invention is based on the following further findings and considerations, which have the corresponding advantages in connection with the invention.
  • the clay minerals When exposed to water, the clay minerals partially absorb it as water of hydration in the lattice or store it between the crystal layers, in both cases with an increase in volume.
  • the clay minerals shrink again.
  • Clay minerals only allow water to penetrate to the extent that it can be stored in the grids. Water absorption drops when the lattices in elementary particles have been fully activated. The dimensions of the elementary particles of individual clay minerals can go down to colloidal sizes depending on the type of deposit and the processing.
  • a layer of fully activated clay minerals develops a very high resistance to pressing water and is completely impervious to vapor diffusion. Another advantage is that clay minerals are not flammable due to their inorganic nature and the high water content in the crystal lattices. Your arising at higher temperatures
  • the thickness of the layer of clay minerals is preferably up to about 10 mm, preferably up to 5 mm. This applies above all to the general term clay minerals for the use of clay or artificial mixtures of, for example, bentonites with colloidal silica, and for natural clays and artificial mixtures with fine sand, stone powder and the like. like.
  • mineral wool is particularly suitable as rock wool with a fiber structure that is swirled in itself, possibly not straightened.
  • the minimum bulk density of the rock wool is advantageously about 20 kg / m 3 , based on the net fiber mass.
  • the clay minerals are preferably introduced into the surface areas of the mineral wool molded body in two ways.
  • a layer of highly dispersed powdered clay minerals is sucked into the respective surface of the molding by means of a negative pressure exerted on the molding. This can be done, for example, by applying a vacuum to the back of the molded body.
  • Another preferred way is that the layer of clay minerals is introduced under pressure, to a certain extent, by means of rotating smoothing disks, which at the same time cause the fibers in the surface area of the shaped body to move by friction.
  • Both of the aforementioned types of introduction can also be used simultaneously or in addition to one another, if necessary.
  • the individual fibers are set in motion by the frictional force of the smoothing discs.
  • the distances between the individual fibers change, so that the clay mineral particles can be pressed into the increased distances.
  • the frictional movement taking place under pressure thus causes a uniform distribution of the clay mineral particles in the respective surface area of the shaped body.
  • the layer of clay minerals can also be introduced in the form of an aqueous suspension.
  • the suspension additives such as water glass, soda, sodium polyphosphate, humic acid or substances known from fine ceramics. inflict.
  • the clay minerals can also be treated with
  • Ultrasound up to particle size with colloidal dimensions is digested and introduced into the respective surfaces of the molded body in a closed layer.
  • the application is thus initially carried out in a closed layer, which is then sucked back into the mineral wool molded body by applying a vacuum or pressed into it by a frictional movement that takes place under pressure.
  • the mineral wool moldings are characterized by a shape which is suitable for installation between rafters or purlins of roofs.
  • These mineral wool moldings in the form of insulation boards are provided on all sides with a clay mineral impregnation.
  • the clay mineral layer on the room side which in the dry state has a water vapor diffusion resistance number ⁇ between approximately 5 to 50, becomes more impermeable when moisture occurs and can assume values of ⁇ between approximately 500 to 1500, so that the clay mineral layer becomes self-locking. This effectively prevents the passage of energy through the shaped mineral wool body via the vapor phase. the.
  • the outside impregnation of the same mineral wool molded body with a clay mineral layer has a wind-blocking effect, so that the insulation effect is not impaired by cold air, which is provided by the rear ventilation layers or spaces known per se or by
  • Gaps between small-format roof coverings have penetrated. Another advantageous effect is that the moisture that has penetrated with the air condenses on the clay mineral layer, so that it is held there by capillary action and does not penetrate further into the insulation material of the
  • Mineral wool molded body can penetrate.
  • there is a further advantage namely when water that has penetrated through damaged roof coverings or, for example, fly snow, hits the mineral wool molded body according to the invention, it is sucked in the same way by the layer of clay minerals. The excess water then runs off mainly in the form of surface water in the direction of the eaves. With the comparatively common hydrophobized insulation surfaces, the water collects irregularly on the surface, which leads to moisture concentrations in certain areas.
  • Another important aspect of the invention is the interaction of the insulating material flanks of the mineral wool molded body impregnated in the surface with the wood of the rafters or purlins of the roof in question.
  • the molded body edges are compressed by about 5 to 10 cm immediately after the incorporation of the layer of clay mineral suspension while still moist by means of rollers, pressure rollers or smoothing disks. This significantly increases the elasticity of the fiber mat in these edge areas.
  • a supplementary incorporation of clay minerals can be provided on the occasion of this compression process, in particular if the insulation material is to be partially delaminated. It is then advantageous to use the compress Repetition process several times, in particular at least five times, and depending on the structure of the insulating material also at different heights, in order to achieve a uniform elasticization of the mineral wool insulating material to a desired depth.
  • Another preferred area of application for the mineral wool molded articles according to the invention is that of the infill between the beams of the framework structures. It is therefore proposed to choose a shape of the mineral wool molded body in question which is suitable for the construction of truss walls made of wooden structures.
  • Mineral wool insulation materials have a significantly lower thermal conductivity compared to the known building materials for the infill explained above. The coefficient of thermal expansion is practically zero.
  • the mineral wool moldings which are particularly suitable for the infill have a bulk density of more than 55 kg / m 3 , preferably about 70 kg / m 3 . It is advantageous here if the fiber orientation is oriented essentially perpendicular to the large surfaces, because high compressive strength is achieved in this way. Furthermore, transverse tensile strengths of greater than 0.1 N / mm 2 can be achieved in this way.
  • the narrow molded body surfaces of the mineral wool molded body in question are impregnated with clay minerals that swell as possible, such as bentonite or montmorillonite or very finely ground clay minerals.
  • clay minerals that swell as possible, such as bentonite or montmorillonite or very finely ground clay minerals.
  • the swellability of the layers in the large outer surfaces is not subject to any special requirements.
  • the moldings are pressed between the timber of the framework.
  • Another way of installation results from the fact that the shaped body dimensions are chosen in such a way that to the neighboring parts of the wooden structure Construction joints of up to approximately 5 mm in width are formed, which are filled with a plastic clay mineral mass reinforced by mineral fibers. It is filled in by subsequently pressing in this clay mineral mass.
  • the wooden surface is previously provided with a relatively thin liquid clay mineral coating, since in this way a particularly intimate bond with the sawn rough wood.
  • a clay coating in the usual composition can be applied to the outside of the mineral wool molded body and is bonded to the impregnation by the impregnation introduced in the factory in accordance with the internal strength of the clay plaster. With the additional clay plaster applied on the outside, a barrier that has been tried and tested for centuries, in particular against water, is achieved.
  • Another advantageous field of application of the mineral wool molded articles according to the invention is that of sound insulation.
  • a shape design of the mineral wool molded body is therefore proposed which is suitable for sound insulation on building ceilings, a thin clay mineral impregnation being provided on all molded body surfaces in such a way that the clay mineral impregnation is as sound-permeable as possible, but on the other hand a trickling out of
  • Mineral fibers is prevented.
  • Mineral wool moldings of this type can be used as soundproofing pads on suspended ceilings made of perforated or openly laid ceiling panels. However, they can also be suspended vertically from one another in rows on special support structures. Since many gates are provided when the mineral wool molded bodies are used in this way must be subsequently impregnated on the cut surfaces on the construction site.
  • a mixture of clay minerals reinforced with short mineral fibers and liquefying additives is suitable for this, which is mixed on the construction site with water and applied in the usual way with a brush, spatula or by immersion.
  • the invention also relates to a method for the production of mineral wool moldings for the insulation of building components, in particular for building exterior walls and roofs.
  • the process is characterized in that the shaped body surfaces are first provided with a layer of clay minerals, which is then introduced in a second step by suction or pressure into the outer fiber area.
  • the shaped edge regions are subjected to compression with such a compression depth that an approximately 2 to 5 cm deep edge zone can be compressed two to three times without that the remaining part of the mineral wool molded body deforms.
  • the mineral wool molded body per se has a high rigidity over the width and length, but is deformable in the compressed edge regions in such a way that it is now very softly resilient in these zones Property can also nestle on irregular rafters.
  • the insulating material used advantageously has a density of about 10 to 60 kg / running meter, so that the desired rigidity is obtained. In this way, not only are thermal bridges avoided, it is much more important that the passage of water vapor, condensation or moisture that has penetrated from the outside along the rafters or other adjacent components is effectively prevented.
  • the clay minerals swelling in the event of a water attack simultaneously absorb water and prevent further penetration. Due to the high capillary absorbency of the clays, only a little moisture can penetrate into the wood. The clay mineral particles reaching the wood also clog the wood pores to a certain extent, which further reduces the water absorption capacity of the wood.
  • Another important advantage of the mineral wool molded body according to the invention is that in the event of fire, the fire resistance of the molded body and thus the entire building construction is increased significantly. First, the dehydration of the clay minerals delays this
  • the fired clays develop different fire-resistant properties, but they go beyond the stability of the glassy mineral wool. This not only stiffens the inner mineral wool insulation materials of the body so that they can stand in the fire longer, but also the woods or other load-bearing or space-closing building materials or components are also significantly protected.
  • the clay mineral layers also improve the sound absorption capacity of the mineral wool molded articles and thus the entire insulation structure.
  • edge regions of the molded body achieves a soft, resilient characteristic of these edge regions, so that transverse or diagonal joints can also be tightly sealed between the individual mineral wool molded bodies.
  • This effect can be intensified by moistening the flanks of the moldings before installation, so that the clay minerals bond to one another through adsorption forces.
  • the clay mineral impregnation acts as effective protection against driving rain and against the oxidative degradation of the binder located within the mineral wool molding. Furthermore, fiber release is effectively prevented.

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Abstract

Mineralwolle-Formkörper für die Dämmung von Bauteilen von Gebäuden, insbesondere für Außenwände oder Dächer, werden üblicherweise mit Innen- oder Außenverkleidungen mit Dampfsperren in Form von Aluminium- oder Kunststoffolien, Gipskartonplatten, Holzvertäfelungen oder mit Putzschichten, Klinkerbeschichtungen od. dgl. versehen. Um die Herstellung von Mineralwolle-Formkörpern und damit die gesamte Dämmung in bezug auf den Material- und Arbeitsaufwand zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, daß in die Formkörper-Oberflächen eine Schicht aus Tonmineralien eingebracht ist.

Description

Mineralwolle-Formkörper für die Dämmung von Bauteilen von Gebäuden sowie Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle- Formkörpern
Die Erfindung bezieht sich auf einen Mineralwolle-Formkör¬ per für die Dämmung von Bauteilen von Gebäuden, insbeson¬ dere für Außenwände und Dächer.
Es sind zahlreiche Mineralwolle-Formkörper in Form von zugeschnittenen Platten oder Bahnen bekannt, die an den Außen- oder Innenflächen von Gebäudewänden oder zwischen Dachsparren oder außen auf Dachflächen angebracht werden, um nur einige Beispiele zu nennen. Auf der Innenseite werden die Platten oder Bahnen meist mit einer Dampfsperre in Form einer Aluminium- oder Kunststoffolie kaschiert. Ferner werden dann Verkleidungen, wie Gipskartonplatten, Holzvertäfelungen u. dgl. aufgebracht. Auf der Außenseite ist es ebenfalls üblich, Verkleidungen aufzubringen, so z.B. wasserundurchlässige Putzschichten, Klinkerverkleidun¬ gen od. dgl. Der Arbeits- und Materialaufwand für derartige Gebäudedämmungen ist außerordentlich groß.
Bei der Erfindung wird daher ein völlig anderer Weg beschritten, und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, einen Mineralwolle-Formkörper zu schaffen, der mit geringem Mate¬ rial- und Arbeitsaufwand herstellbar ist und der neben guten Wärmedämm- und ggfs. Schalldämmeigenschaften weitere in der Praxis geforderte Eigenschaften, insbesondere Druck¬ festigkeit und Wasserundurchlässigkeit, aufweist.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die Form¬ körper-Oberflächen eine Schicht aus Tonmineralien einge- bracht ist. Unter dem Sammelbegriff Tonmineralien sind die Mineralien Kaolinit, Halloysit, Montmorillonit, Illit und Vermi ulit zu verstehen. Des weiteren gehören hierzu besonders quell- fähige Tonmineralien, wie Na-Montmorillonit. Ferner gehören dazu Aktivbentonite, d.h. mit verschiedenen Kationen dotierte Montmorillonite.
Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß sich natürliche Mischungen von Tonmineralien mit Feinsän- den, Glimmern und Verwitterungsresten der Gesteine, aus denen die Tone entstanden sind, auch Lehme, mit beispiels¬ weise Stroh, Häcksel, Flachs oder anderen faserigen pflanz¬ lichen Materialien seit langer Zeit als Innen- und Außen¬ putze bzw. zur Ausfachung der Zwischenräume in Holzkon- struktionen, wie beispielsweise in Fachwerken, bewährt haben. Die Tonminerale stellen in diesen Mischungssystemen wirksame Bindemittel dar, die nach der Trocknung eine gewisse, in den meisten Fällen ausreichende, Festigkeit bewirken. Bei Formkörpern aus derartigen Materialmischungen lassen aber die Wärmedämmeigenschaften zu wünschen übrig, jedenfalls entsprechen sie nicht den heutigen Anforderungen an die Dämmung, insbesondere Wärmedämmung, von Gebäuden.
Dies gilt vor allem auch für den Stand der Technik bei Fachwerk-Außenwänden, bei denen die tragende Holzkonstruk¬ tion und die Ausfachungen die wesentlichen Bauteile bilden. Die Ausfachungen bestehten entweder aus einer Lehm- oder gemagerten Tonmineralmischung mit faserigen pflanzlichen Zuschlägen sowie mit einer inneren Versteifung aus einer Holzstakung in Form von senkrechten Holzknüppeln und einem horizontalen Weidegeflecht oder ähnlich biegsamen Hölzern. Für die Ausfachungen werden vielfach auch gebrannte Ziegel oder Bruchsteine, ggfs. mit einem Lehmbewurf, verwendet.
Das Wärmedämmvermögen dieser Ausfachungen ist, wie gesagt, gering. Um den aus heutiger Sicht erforderlichen Wärme¬ schutz zu erzielen, werden entweder innenseitig besondere Dämmschichten angeordnet, was die Nutzfläche der zumeist verhältnismäßig kleinen Fachwerkhäuser noch weiter verrin¬ gert, oder es werden Porenbausteine als Ausfachungen einge¬ setzt. Diese Steine sind jedoch im Vergleich zu der verhältnismäßig beweglichen Holzkonstruktion des Fachwerks zu starr, so daß immer wieder Fugen zwischen den Ausfachun¬ gen und dem quellenden oder dem sich dehnenden Holz der Fachwerkkonstruktion entstehen. Ebenfalls verwendete Wärme- dämmputze sind vergleichsweise weicher, dabei sind aber auch die hygrothermischen Eigentschaften von denen der Holzkonstruktion zu unterschiedlich.
Der Erfindung liegen die folgenden weiteren Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde, die sich entsprechend als Vor¬ teile im Zusammenhang mit der Erfindung auswirken. Bei einer Beanspruchung durch Wasser nehmen die Tonminerale dieses teilweise als Hydratwasser in das Gitter auf oder speichern es zwischen den Kristallschichten, und zwar in beiden Fällen unter Volumenvergrößerung. Bei dem Austrock¬ nen schrumpfen die Tonminerale wieder. Um die Schrumpfungs- maße zu verringern, ist es vorteilhaft, die Tonminerale mit weitgehend inerten Zuschlägen, wie Sand, zu mischen. Statt dessen können auch ausreichend gemagerte Mischungen mit Lehm Verwendung finden. Tonminerale lassen Wasser nur in dem Maße eindringen, wie es in die Gitter eingelagert werden kann. Die Wasseraufnahme sinkt, wenn die Gitter in Elementarteilchen vollständig aktiviert worden sind. Die Abmessungen der Elementarteilchen einzelner Tonminerale können je nach der Art der Lagerstätte und der Aufbereitung bis hinunter zu kolloidalen Größen gehen. Eine Schicht vollaktivierter Tonminerale entwickelt einen sehr hohen Widerstand gegen drückendes Wasser und ist vollständig dicht gegen Dampfdiffusion. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Tonminerale wegen ihrer anorganischen Natur und des hohen Wasseranteils in den Kristallgittern nicht brenn- bar sind. Ihre bei höheren Temperaturen entstehenden
Kristallphasen sind sogar feuerfest. Die Tonminerale bieten ferner keinen Nährboden für Pilze und Algen. Von Wichtig- keit ist schließlich, daß sich die Tonminerale wegen ihrer besonderen Eigenschaften hervorragend mit Mineralwolle- Dämmstoffen kombinieren lassen.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Schicht aus Tonminera¬ lien bis zu etwa 10 mm, vorzugsweise bis zu 5 mm. Dies gilt vor allem auch unter dem allgemeinen Begriff Tonmineralien für die Verwendung von Lehm oder künstlichen Mischungen aus beispielsweise Bentoniten mit kolloidaler Kieselsäure sowie für natürliche Tone und künstliche Mischungen mit Feinsand, Gesteinsmehlen u. dgl.
Für diese Art der Schichten eignet sich als Mineralwolle besonders Steinwolle mit einer.in sich verwirbelten, mög- liehst nicht gerichteten Faserstruktur. Vorteilhafterweise beträgt die Mindest-Rohdichte der Steinwolle etwa 20 kg/m3, bezogen auf die Netto-Fasermasse.
Im Rahmen der Erfindung werden die Tonminerale bevorzugt auf zweierlei Wegen in die Oberflächenbereiche des Mineral¬ wolle-Formkörpers eingebracht. Zum einen wird eine Schicht aus hochdispergierten pulverförmigen Tonmineralen mittels eines an dem Formkörper ausgeübten Unterdrucks in die jeweilige Formkörper-Oberfläche hineingesaugt. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß jeweils rückseitig an dem Form¬ körper ein Unterdruck angelegt wird. Ein anderer bevorzug¬ ter Weg besteht darin, daß die Schicht aus Tonmineralien mittels rotierender Glättscheiben, welche gleichzeitig die Fasern im Oberflächenbereich des Formkörpers durch Reib- kraft in Bewegung versetzen, unter Druck eingebracht, gewissermaßen einmassiert, wird. Beide zuvor genannten Einbringungsarten können auch ggfs. gleichzeitig oder ergänzend zueinander angewendet werden. Da das hochdisperse Faserhaufwerk der Steinwolle selbst ein wirksames Feinst- filter darstellt, werden die einzelnen Fasern durch die Reibkraft der Glättscheiben in Bewegung gesetzt. Dabei verändern sich die Abstände zwischen den einzelnen Fasern, so daß die Tonmineralpartikel in die vergrößerten Abstände hineingedrückt werden können. Die unter Druck erfolgende Reibbewegung bewirkt somit eine gleichmäßige Verteilung der Tonmineralpartikel im jeweiligen Oberflächenbereich des Formkörpers.
Die Schicht aus Tonmineralien kann auch in Form einer wä߬ rigen Suspension eingebracht werden. Zur Verringerung des Wasserbedarfs und der Viskosität ist es in diesem Zusammen- hang von Vorteil, der Suspension Zusätze, wie Wasserglas, Soda, Natriumpolyphosphat, Humussäure oder aus der Fein¬ keramik bekannte Substanzen, in Mengen von bis zu etwa 2 bis 3 Masse-% zuzufügen.
Die Tonmineralien können außerdem durch Behandlung mit
Ultraschall bis zu Teilchengröße mit kolloidalen Abmessun¬ gen aufgeschlossen und in einer geschlossenen Schicht in die jeweiligen Oberflächen des Formkörpers eingebracht werden. Das Aufbringen erfolgt also zunächst in einer geschlossenen Schicht, die dann wieder durch Anlegen eines Unterdrucks in den Mineralwolle-Formkörper hineingesaugt oder durch eine unter Druck erfolgende Reibbewegung in diesen hineingedrückt wird.
Für einen besonders wichtigen Anwendungsbereich sind die Mineralwolle-Formkörper gekennzeichnet durch eine Formge¬ staltung, die für den Einbau zwischen Sparren oder Pfetten von Dächern geeignet ist. Diese Mineralwolle-Formkörper in Form von Dämmplatten sind an deren Oberflächen allseitig mit einer Tonmineral-Imprägnierung versehen. Die raumseitig befindliche TonmineralSchicht, die im trockenen Zustand eine Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ zwischen etwa 5 bis 50 aufweist, wird bei dem Anfall von Feuchte undurch¬ lässiger und kann Werte von μ zwischen etwa 500 bis 1500 annehmen, so daß die Tonmineralschicht dadurch selbstsper¬ rend wird. Damit wird ein Energiedurchgang durch den Mine¬ ralwolle-Formkörper über die Dampfphase wirksam unterbun- den. Die außenseitige Imprägnierung des gleichen Mineral¬ wolle-Formkörpers mit einer Tonmineralschicht wirkt wind¬ sperrend, so daß die Dämmwirkung durch Kaltluft nicht beeinträchtigt wird, welche über die an sich bekannten Hinterlüftungsschichten bzw. -räume oder durch die
Zwischenräume zwischen kleinformatigen Dacheindeckungen eingedrungen ist. Eine weitere vorteilhafte Wirkung besteht darin, daß die mit der Luft eingedrungene Feuchte auf der Tonmineralschicht kondensiert, so daß sie dort kapillarak- tiv gehalten wird und nicht weiter in den Dämmstoff des
Mineralwolle-Formkörpers eindringen kann. In diesem Zusam¬ menhang ergibt sich ein weiterer Vorteil, wenn nämlich über beschädigte Dacheindeckungen oder beispielweise als Flug¬ schnee eingedrungenes Wasser auf den erfindungsgemäßen Mineralwolle-Formkörper trifft, wird dieses auf gleiche Weise von der Schicht aus Tonmineralien angesaugt. Das überschüssige Wasser läuft sodann überwiegend in Form von Oberflächenwasser gezielt in Richtung der Dachtraufe ab. Bei den vergleichsweise üblichen hydrophobierten Däm - stoffoberflächen sammelt sich das Wasser irregulär auf der Oberfläche, was zu Feuchtekonzentrationen in bestimmten Bereichen führt.
Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Wechselwirkung der in der Oberfläche imprägnierten Dämmstoffflanken des Mineralwolle-Formkörpers mit dem Holz der Sparren oder Pfetten des betreffenden Daches. Um diese Wechselwirkung zu verbessern, werden die Formkörper-Ränder unmittelbar nach dem Einarbeiten der Schicht aus Tonmineralsuspension in noch feuchtem Zustand um etwa 5 bis 10 cm mittels Rollen, Druckwalzen oder Glätt¬ scheiben komprimiert. Dadurch wird die Elastizität der Fasermatte in diesen Randbereichen deutlich erhöht. Eine ergänzende Einarbeitung von Tonmineralen kann anläßlich dieses Kompressionsvorgangs vorgesehen werden, insbesondere dann, wenn es teilweise zu einer Delaminierung des Dämm¬ stoffs kommen sollte. Es ist dann vorteilhaft, den Kompres- sionsvorgang mehrfach, insbesondere mindestens fünfmal, zu wiederholen, und zwar in Abhängigkeit von der Struktur des Dämmstoffs auch in unterschiedlicher Höhe, um eine gleich¬ mäßige Elastifizierung des Mineralwolle-Dämmstoffs bis zu einer gewünschten Tiefe zu erreichen.
Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet für die erfin¬ dungsgemäßen Mineralwolle-Formkörper ist das der Ausfachung zwischen den Balken von Fachwerkkonstruktionen. Es wird daher vorgeschlagen, eine solche Formgestaltung des betref¬ fenden Mineralwolle-Formkörpers zu wählen, die zur Ausfa¬ chung von Fachwerkwänden aus Holzkonstruktionen geeignet ist. Mineralwolle-Dämmstoffe weisen, verglichen mit den oben erläuterten bekannten Baustoffen für die Ausfachung, eine wesentlich niedrigere Wärmeleitfähigkeit auf. Der thermische Längenausdehnungskoeffizient ist praktisch Null. Die für die Ausfachung besonders geeigneten Mineralwolle- Formkörper weisen eine Faserrohdichte von mehr als 55 kg/m3, vorzugsweise etwa 70 kg/m3, auf. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Faserorientierung im wesentlichen senkrecht zu den großen Oberflächen gerichtet ist, weil auf diese Weise eine hohe Druckfestigkeit erzielt wird. Ferner sind auf diese Weise Querzugfestigkeiten von größer als 0,1 N/mm2 erreichbar.
Zur Ausfachung von Fachwerkwänden ist es ferner von Vor¬ teil, wenn die schmalen Formkörperoberflächen des betref¬ fenden Mineralwolle-Formkörpers mit möglichst quellfähigen Tonmineralen, wie Bentonit oder Montmorillonit oder sehr fein gemahlenen Tonmineralen, imprägniert sind. An die Quellfähigkeit der Schichten in den großen Außenflächen werden dagegen keine besonderen Anforderungen gestellt.
Normalerweise werden die Formkörper zwischen den Hölzern des Fachwerks eingepreßt. Eine andere Einbauweise ergibt sich dadurch, daß die Formkörperabmessungen derart gewählt sind, daß zu den benachbarten Teilen der Holzkonstruktion bis zu etwa 5 mm breite Arbeitsfugen -entstehen, welche mit einer durch Mineralfasern verstärkten plastischen Tonmine¬ ralmasse ausgefüllt sind. Das Ausfüllen erfolgt durch nach¬ trägliches Eindrücken dieser Tonmineralmasse.
Zur Verbesserung der Abdichtung der Grenzflächen zwischen dem Mineralwolle-Formkörper einerseits und dem Holz des Fachwerks ist es vorteilhaft, wenn die Holzoberfläche zuvor unmittelbar mit einem verhältnismäßig dünnflüssigen Tonmi- neral-ϋberzug versehen wird, da auf diese Weise ein beson¬ ders inniger Verbund mit dem sägerauhen Holz zustandekommt. Auf die Außenseite des Mineralwolle-Formkörpers kann eine Lehmbeschichtung in der üblichen Zusammensetzung aufge¬ bracht werden, die durch die werksseitig eingebrachte Imprägnierung entsprechend der'inneren Festigkeit des Lehm¬ putzes mit der Imprägnierung verbunden wird. Mit dem zusätzlichen außen aufgebrachten Lehmputz wird eine seit Jahrhunderten erprobte Absperrung, insbesondere gegen Wasser, erreicht, gleichzeitig ergibt sich dadurch die in der Denkmalpflege gewünschte Authentizität der Oberfläche der Ausfachung.
Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Mineral¬ wolle-Formkörper gemäß der Erfindung ist das der Schalldäm- mung. Es wird daher eine Formgestaltung des Mineralwolle- Formkörpers vorgeschlagen, welche für die Schalldämmung an Gebäudedecken geeignet ist, wobei eine dünne Tonmineral¬ imprägnierung an allen Formkörper-Oberflächen vorgesehen ist, derart, daß die Tonmineralimprägnierung möglichst schalloffen ist, zum andern aber ein Herausrieseln von
Mineralfasern verhindert wird. Derartige Mineralwolle-Form¬ körper können als Schallschutzauflage auf abgehängten Decken aus perforierten oder offenfugig verlegten Decken¬ platten Verwendung finden. Sie können aber auch an besonde- ren Haltekonstruktionen reihenweise mit Abstand voneinander vertikal abgehängt werden. Da bei einem derartigen Einsatz der Mineralwolle-Formkörper viele Anschnitte vorgesehen werden müssen, muß eine Imprägnierung der Anschnittflächen auf der Baustelle nachträglich erfolgen. Hierzu eignet sich eine Mischung von mit kurzen Mineralfasern verstärkten Tonmineralien und verflüssigenden Zusätzen, die auf der Baustelle mit Wasser angemacht und in der üblichen Weise mit Pinsel, Spachtel oder durch Eintauchen aufgebracht wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Her- Stellung von Mineralwolle-Formkörpern für die Dämmung von Bauteilen von Gebäuden, insbesondere für Gebäudeaußenwände und Dächer. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörperoberflächen zunächst mit einer Schicht aus Tonmineralien versehen werden, welche sodann in einem zwei- ten Schritt durch Sog oder Druck in den äußeren Faserbe¬ reich eingebracht wird. Für den Einbau zwischen Sparren oder Pfetten ist es von Vorteil, daß die Formkörper-Randbe¬ reiche einer Komprimierung mit einer solchen Kompressions¬ tiefe unterworfen werden, daß eine etwa 2 bis 5 cm tiefe Randzone um das zwei- bis dreifache verdichtet werden kann, ohne daß sich der restliche Teil des Mineralwolle-Formkör¬ pers verformt. Bei stark unebenen Sparrenflanken, vor allem bei einer Ausfüllung des Sparrenzwischenraums bis zu einer vollen Höhe der Sparren, die in der Praxis bis zu etwa 12 cm Höhe oder mehr beträgt, können sich alle herkömmli¬ chen Mineralwolle-Dämmstoffe nicht mehr den immer in sich verzogenen Sparrenflanken anpassen. Das Verziehen der Spar¬ ren und Pfetten hat seine Ursache in der anisotropen Struk¬ tur natürlichen Holzes. Nur durch das Zusammenleimen zum sogenannten Schichtholz lassen sich auch auf Dauer Sparren mit glatten Flanken herstellen. Im allgemeinen klaffen Lücken zwischen dem Dämmstoff und den Sparren, wodurch sogenannte Wärmebrücken entstehen, welche die Wirksamkeit der gesamten Dämmung infolge Unterströmens durch Kaltluft bzw. durch das Abströmen von Warmluft aufheben können.
Durch das Abströmen von mit Feuchte angereicherter. Warmluft kann es außerdem zum Tauwasserausfall auf der Holzkonstruk- tionen kommen, was langfristig deren Standsicherheit beein¬ trächtigt.
Durch die zuvor erläuterte erfindungsgemäße Komprimierung der Formkörper-Randbereiche weist der Mineralwolle-Formkör¬ per an sich eine hohe Steifigkeit über die Breite und Länge auf, ist aber in den komprimierten Randbereichen derart deformierbar, daß er sich infolge der jetzt in diesen Zonen ausgesprochen weich federnden Eigenschaft fest auch an unregelmäßige Sparrenflanken anzuschmiegen vermag. Vorteil¬ hafterweise hat der verwendete Dämmstoff eine Dichte von etwa 10 bis 60 kg/lfdm, so daß die erwünschte Steifigkeit erhalten wird. Auf diese Weise werden nicht nur Wärme¬ brücken vermieden, viel bedeutsamer ist, daß der Durchgang von Wasserdampf, Tauwasser oder von außen eingedrungener Feuchte entlang der Sparren oder sonstiger angrenzender Bauteile wirksam unterbunden wird. Die bei einem Wasseran¬ fall aufquellenden Tonminerale absorbieren gleichzeitig Wasser und verhindern ein weiteres Vordringen. Aufgrund der hohen kapillaren Saugfähigkeit der Tone kann zudem auch nur wenig Feuchte in das Holz eindringen. Die auf das Holz gelangenden Tonmineralpartikel verstopfen in gewisser Weise auch die Holzporen, was die Wasseraufnahmefähigkeit des Holzes weiter vermindert.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Mineralwolle-Formkörpers ist darin zu sehen, daß im Brand¬ fall die Feuerwiderstandsfähigkeit der Formkörper und damit der gesamten Baukonstruktion wesentlich erhöht wird. Zunächst verzögert die Dehydratation der Tonminerale das
Eindringen der Hitze bzw. der Wärmeenergie in den Dämmstoff sowie in die Flanken der Hölzer. Weiterhin entwickeln die gebrannten Tone zwar unterschiedlich hohe, aber dennoch über die Standfestigkeit der glasigen Mineralwolle hinaus- gehende feuerfeste Eigenschaften. Damit werden nicht nur die inneren Mineralwolle-Dämmstoffe des Körpers ausge¬ steift, so daß sie länger im Feuer stehen können, sondern es werden auch die Hölzer oder sonstige tragende oder raum¬ abschließende Baustoffe oder Bauteile maßgeblich geschützt. Die Tonmineralschichten verbessern auch das Schalldämp¬ fungsvermögen der Mineralwolle-Formkörper und damit der gesamten Dämmkonstruktion.
Durch die oben beschriebene Komprimierung der Formkörper- Randbereiche wird eine weich federnde Charakteristik dieser Randbereiche erzielt, so daß sich Quer- oder Diagonalfugen auch zwischen den einzelnen Mineralwolle-Formkörpern dicht schließen lassen. Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, daß die Flanken der Formkörper vor dem Einbau befeuchtet werden, so daß sich die Tonminerale durch Adsorptionskräfte miteinander verbinden.
Bei Verwendung der Mineralwolle-Formkörper als Fassaden- dämmplatten, insbesondere hinter offenfugigen Bekleidungen, beispielsweise aus Natursteinen, wirkt die Tonmineral¬ imprägnierung als wirksamer Schutz gegen Schlagregen und gegen den oxydativen Abbau des innerhalb des Mineralwolle- Formkörpers befindlichen Bindemittels. Ferner wird eine Faserfreisetzung wirksam unterbunden.
Im Zusammenhang mit der oben erläuterten Komprimierung der Formkörper-Randbereiche, um diese Randbereiche elastisch verformbar zu machen, sind noch die folgenden Gesichts¬ punkte von Interesse. Es wurde nämlich festgestellt, daß bei der Komprimierung Geräusche entstehen, die auf den Elastifizierungsgrad schließen lassen, d.h. die zunächst starke Geräuschentwicklung nimmt mit zunehmender Elastifi- zierung ab. Die Geräusche entstehen infolge der Druckbela¬ stung dadurch, daß die Faserstruktur mehr oder weniger zusammenbricht. Es wird daher vorgeschlagen, die während der Komprimierung entstehende Geräuschentwicklung als Maß für den angestrebten Elastifizierungsgrad auszuwerten, d.h. man kann bei einem bestimmten Geräuschpegel darauf schließen, welcher Elastifizierungsgrad in der komprimier- i ten Zone bzw. dem Randbereich erreicht ist. Für die Aufnahme der Geräusche eignen sich übliche, entsprechend empfindliche Mikrophone, die auf den in den Randbereichen zu elastifizierenden Dämmstoffen in geeigneter Weise aufge¬ setzt werden. Für einen Randbereich genügt im allgemeinen ein Mikrophon.

Claims

Patentansprüche
1. Mineralwolle-Formkörper für die Dämmung von Bauteilen von Gebäuden, insbesondere für Außenwände und Dächer, dadurch gekennzeichnet, daß in die Formkörper-Oberflä¬ chen eine Schicht aus Tonmineralien eingebracht ist.
2. Mineralwolle-Formkorper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht aus Tonmine¬ ralien bis zu etwa 10 mm, vorzugsweise bis zu 5 mm, beträgt.
3. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralwolle Stein¬ wolle mit einer in sich verwirbelten, möglichst nicht gerichteten Faserstruktur gewählt ist.
4. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindest-Rohdichte etwa 20 kg/m3 beträgt.
5. Mineralwolle-Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schicht aus hoch- dispergierten pulverförmigen Tonmineralen, die mittels eines an dem Formkörper ausgeübten Unterdrucks in die jeweilige Formkörper-Oberfläche hineingesaugt ist.
6. Mineralwolle-Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Tonmi¬ neralien mittels rotierender Glättscheiben, welche gleichzeitig die Fasern im Oberflächenbereich des Formkörpers durch Reibkraft in Bewegung versetzen, unter Druck eingebracht ist.
7. Mineralwolle-Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Tonmineralien in Form einer wässrigen Suspension eingebracht ist.
8. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Suspension Zusätze, wie Wasserglas, Soda, Natriumpolyphosphat, Humussäure oder aus der Feinkeramik bekannte Substanzen, in Mengen von bis zu etwa 2 bis 3 Masse-% zugefügt sind.
9. Mineralwolle-Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonminera¬ lien durch Behandlung mit Ultraschall bis zu Teilchen- große mit kolloidalen Abmessungen aufgeschlossen und in einer geschlossenen Schicht in die jeweiligen Ober¬ flächen des Formkörpers eingebracht.sind.
10. Mineralwolle-Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Formgestaltung, die für den Einbau zwischen Sparren oder Pfetten von Dächern geeignet ist.
11. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper-Ränder unmittelbar nach dem Einarbeiten der Schicht aus Tonmineralsuspen¬ sion in noch feuchtem Zustand um etwa 5 bis 10 cm mittels Rollen, Druckwalzen oder Glättscheiben kompri¬ miert sind.
12. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsvorgang mehrfach, insbesondere mindestens fünfmal, wiederholt worden ist.
13. Mineralwolle-Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Formgestaltung, die zur Ausfachung von Fachwerkwänden aus Holzkon¬ struktionen geeignet ist.
14. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 13, gekennzeich- net durch eine Faserrohdichte von mehr als 55 kg/m3, vorzugsweise 70 kg/m3, und durch eine Faserorientie¬ rung im wesentlichen senkrecht zu den großen Ober¬ flächen.
15. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Formkörper¬ flächen mit möglichst quellfähigen Tonmineralen, wie Bentonit oder Montmorillonit oder sehr feingemahlenen Tonmineralen, imprägniert sind.
16. Mineralwolle-Formkörper nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörperabmessungen derart gewählt sind, daß zu den benachbarten Teilen der Holzkonstruktion bis zu etwa 5 mm breite Arbeits- fugen entstehen, welche mit einer durch Mineralfasern verstärkten plastischen Tonmineralmasse ausgefüllt sind.
17. Mineralwolle-Formkorper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Formgestaltung, welche für die Schalldämmung an Gebäudedecken geeignet ist, und durch eine dünne Tonmineralimprägnierung an allen Formkörper-Oberflächen, derart, daß die Tonmine¬ ralimprägnierung möglichst schalloffen ist, und ein Herausrieseln von Mineralfasern verhindert wird.
18. Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle-Formkörpern für die Dämmung von Bauteilen von Gebäuden, insbeson¬ dere für Gebäudeaußenwände und Dächer, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Formkörperoberflächen mit einer
Schicht aus Tonmineralien versehen sind, welche durch Sog oder Druck in den äußeren Faserbereich eingebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper-Randbereiche einer Komprimierung mit einer solchen Kompressionstiefe unterworfen werden, daß eine etwa 2 bis 5 cm tiefe Randzone um das zwei- bis dreifache verdichtet werden kann.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Komprimierung entstehende Geräuschentwicklung durch teilweisen Zusammenbruch der Faserstruktur als Maß für den angestrebten Elastifi¬ zierungsgrad ausgewertet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräusche mittels eines empfindlichen Mikro¬ phons, das am Formkörper-Randbereich angebracht ist, kenntlich gemacht werden.
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