WO2022079042A1 - Bauprodukt und verfahren - Google Patents

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WO2022079042A1
WO2022079042A1 PCT/EP2021/078205 EP2021078205W WO2022079042A1 WO 2022079042 A1 WO2022079042 A1 WO 2022079042A1 EP 2021078205 W EP2021078205 W EP 2021078205W WO 2022079042 A1 WO2022079042 A1 WO 2022079042A1
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WO
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wall
product according
wall structure
plastic material
building product
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PCT/EP2021/078205
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Dau
Vitaliy Demchuk
Michael Krause
Thorsten Wichmann
Original Assignee
Aco Ahlmann Se & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F17/00—Vertical ducts; Channels, e.g. for drainage
    • E04F17/06—Light shafts, e.g. for cellars

Definitions

  • the invention relates to a construction product for building construction or civil engineering applications with the features of the preamble of claim 1.
  • a construction product is known, for example, from EP 1 247 912 A2, which goes back to the applicant.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a building product for structural or civil engineering applications.
  • the building product known from EP 1 247 912 A2 is a drainage channel for drainage systems for surfaces.
  • the well-known drainage channel is made of plastic and has a closed-cell foam structure in order to ensure the tightness required for such drainage channels.
  • Other building products made of foamed plastic are known, for example, from GB 1 378 552 A1 in the form of a light well and DE 1 936 524 A1 as a rain gutter.
  • the wall thickness of such products is increased by using appropriate materials.
  • the object of the invention is to improve a construction product of the type mentioned at the outset in such a way that the rigidity or buckling resistance of the wall structure is increased with the least possible use of material.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for producing a building product for building construction or civil engineering applications.
  • the object is achieved with regard to the construction product by the subject matter of claim 1 and with regard to the method by the subject matter of claim 12.
  • a building product for building construction or civil engineering applications with a wall structure that is at least partially foamed plastic material is formed.
  • the plastic material has a foam structure and a different density in relation to the wall cross section.
  • the invention has the advantage that the rigidity or buckling resistance of the wall structure is not achieved solely through the use of material, but through a targeted change in the density of the plastic material. In other words, the density is increased in the areas of the wall structure that are subjected to particularly high loads. Compared to the prior art, comparable rigidity values of the wall structure can therefore be achieved with less material.
  • the invention therefore makes it possible to produce building products using foamed plastic materials with little use of material, which previously could only be produced using solid or compact materials with the required rigidity or buckling strength values.
  • the wall structure it is possible for the wall structure to have a foam structure over its entire cross section, the density of which varies in certain areas. It is also possible for the density of the plastic material to be so high in some areas that there is no foam structure but rather a compact material structure. In this case other areas of the wall structure exhibit the foam structure.
  • An example of this is layered structures, where one layer forms the foam structure and another layer forms a compact structure.
  • the foam structure is formed at least in a region of the wall structure which is arranged further inward in the width direction relative to the outside and/or inside.
  • the plastic material preferably has at least one layer.
  • This embodiment is particularly suitable for applications in which the plastic material is partially, i. H. in this case is formed in layers as a compact or solid material, which adjoins a further area of the wall structure with the foam structure.
  • the plastic material can form a cover layer, in particular a compact cover layer, on the outside and/or on the inside of the wall structure.
  • This embodiment is particularly, but not exclusively, suitable for building products with relatively thin walls, such as light wells.
  • the properties of the building product can be set precisely and specifically along the wall structure.
  • the thickness of the layer, in particular the cover layer is at least partially 0.5 mm to 1.5 mm, in particular 0.5 mm to 1.0 mm, in the case of building products for building construction and civil engineering applications.
  • the foam structure can have a density in the range of 0.5-1.0 kg/m 3 , in particular approx. 0.7 kg/m 3 . If the wall structure has areas with different wall thicknesses, the construction product can be reinforced locally. For example, it is possible for the wall structure to have at least one functional area whose wall thickness is greater than the wall thickness of another area.
  • the construction product preferably comprises a light well or a road gully.
  • Other building products are possible within the scope of the invention.
  • the object is achieved according to the invention by a method for producing a building product for building construction or civil engineering applications with a wall structure which is formed at least partially from foamed plastic material.
  • a plastic material is foamed in an injection mold and cooled in the injection mold to form a foam structure.
  • the method according to the invention is particularly well suited to producing a building product according to the invention.
  • a further advantage of the method according to the invention is that the wall thickness of the wall structure can be varied without the material sagging in areas of increased wall thickness.
  • PP plastic is used as the plastic material.
  • Other foamable plastics are possible.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a light well according to an embodiment of the invention with the side facing the house in the installed state;
  • FIG. 2 shows a perspective view of the light shaft according to FIG. 1 with the side facing away from the house in the installed state and 3 shows a section through the wall cross-section of the light well according to FIG. 1 to show the foamed plastic.
  • the light shaft shown in Figures 1, 2 is installed as a basement light shaft and protects the basement from rising groundwater and backwater. At the same time, the light shaft allows a good incidence of light into the basement rooms behind the basement window. What is special about this light well is that it has a wall structure 10 made of a foamed plastic material, with the density of the plastic material being different in certain areas.
  • the density progression or density difference of the wall structure 10 is shown in FIG. 3 shows a cross section of the wall structure 10 according to FIG. 1 or FIG. 2. The edges of the cross section according to FIG. 3 correspond to the outside 11 or the inside 12 of the wall structure 10, as shown in FIGS.
  • the plastic material has a foam structure and a different density in relation to the wall cross section of the wall structure 10 .
  • the density of the plastic material in the edge areas or edge layers is higher than the density inside the wall structure.
  • the edge areas have no cells or pores or no visible cells/pores and can be viewed as compact or massive material areas compared to the inner area.
  • the edge areas form a skin, so to speak, which encloses the inner cell area on both sides.
  • the edge areas can also be referred to as cover layers.
  • FIG. 3 is an example of the plastic material or the wall structure 10 being designed as an integral foam.
  • the integral foam has a sandwich structure in which on both sides, i. H. on the outside 11 and inside 12 shown in FIG. 1 a cover layer is formed.
  • the density of the plastic material decreases starting from the outside 11 and from the inside 12 of the wall structure 10 towards the inside of the wall, ie towards the core.
  • the porosity thus increases towards the core.
  • the density of the edge areas is due to the compact design of the Plastic material higher than the density of the foam core.
  • the cell size of the foam core increases from the outside inwards, ie the cells arranged in the area of the center line are larger than the cells arranged closer to the edge areas. This is accompanied by a decrease in density from the outside to the inside, also in the area of the foam core.
  • the cover layers are essentially constant along the wall structure 10 .
  • the preferred numerical ranges of the top layer are at least partially 0.5 mm to 1.5 mm, in particular 0.5 mm to 1.0 mm.
  • the density of the foam structure inside the wall structure 10 is 0.5-1.0 kg/m 3 , in particular 0.7 kg/m 3 .
  • the raw density of the compact plastic material in the edge areas is approximately 1.2 kg/m 3 . Other density values are possible.
  • the compact cover layers have the advantage that they stabilize the wall structure 10 so that the wall thickness can be smaller in comparison to a foamed wall structure with a uniform or constant density over the entire wall cross section in order to achieve comparable strength values or rigidity values.
  • building products made of foamed plastic have the advantage that they are lighter than corresponding concrete products.
  • the main load in the light shaft according to FIG. 1 is the earth or water pressure in front of the light shaft. For this reason, a curved shape of the light well was chosen. Since the wall thickness is of great importance against the load, the wall thickness in this area should be particularly large, which is only achieved in the prior art by using more material. Due to the foam structure, the use of material is reduced in this exemplary embodiment according to the invention. Due to the increased densities on the outside 11 and the inside 12 as well as the comparatively lower densities on the inside (foam structure), a planking effect is created for the component.
  • the building product achieves similar strength properties in comparison to a solid building product.
  • the column strength/rigidity of the foamed structure is comparable to a "solid" structure.
  • Foamed structures can be recognized by optical irregularities on the surface of the building material products. These structured surfaces have a rougher surface compared to conventional injection molded products. This can be interesting for certain decorative applications, since a relief-like surface can be created. This surface results from the bursting of the gas bubbles in the hot, liquid foam on the surface of the component.
  • construction products such as light wells, road gullies, etc. can be made of plastic using the injection molding process.
  • the foam structure is achieved by foaming the plastic material in the injection molding tool. Products made with this foaming process have various characteristics. It is advantageous that building products with a foamed structure can have different wall thicknesses at predefined points. For example, in the case of a light well body, greater wall thicknesses can be achieved in certain functional areas, for example attachment areas or in other areas such as the central area, using the foaming process. This is not possible with conventional injection molding processes, as there are "sink marks" in areas with greater wall thicknesses, which lead to irregular surfaces and loss of strength.
  • the cover layers have a bulk density of about 1.2 kg/m 3
  • the foamed area has densities in the range of 0.5-1.0 kg/m 3 , in particular 0.7 kg/m 3 .
  • the density can continue to decrease towards the interior of the component, since the size of the "gas bubbles" inside this product, which is similar to integral foam, increases.
  • Light wells are integral foam in the classic sense with compact cover layers. Foam bubbles included This is not integral skin foam in the traditional sense as the different areas are not clearly demarcated.
  • 3-dimensional structures e.g. locking structures for the height adjustment of light shafts, can be advantageously produced inexpensively using the foaming process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauprodukt für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen mit einer Wandstruktur (10), die zumindest teilweise aus geschäumtem Kunststoffmaterial gebildet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Kunststoffmaterial eine Schaumstruktur und eine bezogen auf den Wandquerschnitt unterschiedliche Dichte aufweist.

Description

Bauprodukt und Verfahren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Bauprodukt für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ein derartiges Bauprodukt ist beispielsweise aus EP 1 247 912 A2 bekannt, die auf die Anmelderin zurückgeht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Bauprodukts für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen.
Bei dem aus bekannten EP 1 247 912 A2 Bauprodukt handelt es sich um eine Entwässerungsrinne für Entwässerungssystem für Flächen. Die bekannte Entwässerungsrinne ist aus Kunststoff hergestellt und weist eine geschlossenzellige Schaumstruktur auf, um die für derartige Entwässerungsrinnen erforderliche Dichtheit zu gewährleisten. Weitere Bauprodukte aus geschäumtem Kunststoff sind beispielsweise aus GB 1 378 552 Al in der Form eines Lichtschachts sowie DE 1 936 524 Al als Regenrinne bekannt. Um die Steifigkeit der Bauprodukte aus geschäumtem Kunststoff zu verbessern, wird die Wandstärke derartiger Produkte durch entsprechenden Materialeinsatz erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauprodukt der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Steifigkeit bzw. Knickfestigkeit der Wandstruktur bei möglichst geringem Materialeinsatz erhöht wird. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauprodukts für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit Blick auf das Bauprodukt durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und mit Blick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 12 gelöst.
Konkret wird die Aufgabe durch ein Bauprodukt für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen mit einer Wandstruktur gelöst, die zumindest teilweise aus geschäumtem Kunststoffmaterial gebildet ist. Das Kunststoffmaterial weist eine Schaumstruktur und eine bezogen auf den Wandquerschnitt unterschiedliche Dichte auf.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Steifigkeit bzw. Knickfestigkeit der Wandstruktur nicht ausschließlich durch Materialeinsatz, sondern durch eine gezielt eingesetzte Änderung der Dichte des Kunststoffmaterials erreicht wird. Mit anderen Worten wird die Dichte in den besonders stark belasteten Bereichen der Wandstruktur erhöht. Im Vergleich zum Stand der Technik können daher vergleichbare Steifigkeitswerte der Wandstruktur mit weniger Material erreicht werden. Durch die Erfindung ist es daher möglich, Bauprodukte mit geringem Materialeinsatz durch geschäumte Kunststoffmaterialien herzustellen, die bisher nur durch massive bzw. kompakte Materialien mit den erforderlichen Steifigkeits- bzw. Knickfestigkeitswerten herstellbar waren.
Dabei es möglich, dass die Wandstruktur über ihren gesamten Querschnitt eine Schaumstruktur aufweist, deren Dichte bereichsweise unterschiedlich ist. Es ist auch möglich, dass die Dichte des Kunststoffmaterials bereichsweise so hoch ist, dass keine Schaumstruktur, sondern eine kompakte Materialstruktur vorliegt. In diesem Fall weisen andere Bereiche der Wandstruktur die Schaumstruktur auf. Ein Beispiel hierfür sind Schichtstrukturen, bei denen eine Schicht die Schaumstruktur und eine andere Schicht eine kompakte Struktur bilden.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
So kann die Dichte ausgehend von einer Außenseite und/oder Innenseite der Wandstruktur zum Wandinneren hin abnehmen. Dies hat den Vorteil, dass die Wandstruktur besonders gut stabilisiert ist. Diese Ausführungsform ist auf eine Wandstruktur anwendbar, die bezogen auf den Wandquerschnitt vollständig aus einer Schaumstruktur gebildet ist. In diesem Fall erstreckt sich die Schaumstruktur bis zur Außenseite und/oder Innenseite der Wandstruktur. Diese Ausführungsform ist auch auf eine Wandstruktur anwendbar, bei der bereichsweise eine kompakte oder massive Struktur und bereichsweise eine Schaumstruktur vorliegt. Die kompakte bzw. massive Struktur hat eine höhere Dichte als die Schaumstruktur, so das auch hier unterschiedliche Dichtebereiche vorliegen. Das Kunststoffmaterial ist über den gesamten Wandquerschnitt dasselbe. Der Wandquerschnitt ist also monolithisch aufgebaut.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schaumstruktur wenigstens in einem bezogen auf die Außenseite und/oder Innenseite in Breitenrichtung weiter innen angeordneten Bereich der Wandstruktur ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Schaumstruktur generell bzw. der Bereich der Schaumstruktur mit der geringeren Dichte bezogen auf die Umgebung der Wandstruktur weiter innen angeordnet ist, sodass die Stabilität der Wandstruktur verbessert wird.
Vorzugsweise weist das Kunststoffmaterial wenigstens eine Schicht auf. Diese Ausführungsform ist besonders für Anwendungen geeignet, bei denen das Kunststoffmaterial bereichsweise, d. h. in diesem Fall schichtweise als kompaktes oder massives Material ausgebildet ist, das an einen weiteren Bereich der Wandstruktur mit der Schaumstruktur angrenzt.
Dabei kann das Kunststoffmaterial eine Deckschicht, insbesondere eine kompakte Deckschicht, an der Außenseite und/oder an der Innenseite der Wandstruktur bilden. Diese Ausführungsform ist besonders, aber nicht ausschließlich für Bauprodukte mit relativ dünnen Wänden, wie beispielsweise Lichtschächte geeignet. Man spricht in diesem Zusammenhang von Integralschäumen, die einen Kern aus Schaumzellen und einen zellfreien oder zellarmen Randbereich aufweisen, der auch als kompakte Deckschicht bezeichnet werden kann.
Wenn die Dicke der Schicht, insbesondere der Deckschicht, zumindest bereichsweise entlang der Wandstruktur konstant ist, können die Eigenschaften des Bauprodukts präzise und gezielt entlang der Wandstruktur eingestellt werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei Bauprodukten für Hochbau- und Tiefbauanwendungen die Dicke der Schicht, insbesondere der Deckschicht, zumindest bereichsweise 0,5 mm bis 1,5 mm, insbesondere 0,5 mm bis 1,0 mm beträgt.
Die Schaumstruktur kann eine Dichte im Bereich von 0, 5-1,0 kg/m3, insbesondere ca. 0,7 kg/m3 aufweisen. Wenn die Wandstruktur Bereiche mit unterschiedlicher Wandstärke aufweist, kann das Bauprodukt lokal verstärkt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die Wandstruktur wenigstens einen Funktionsbereich aufweist, dessen Wandstärke größer als die Wandstärke eines anderen Bereichs ist.
Vorzugsweise umfasst das Bauprodukt einen Lichtschacht oder einen Straßenablauf. Andere Bauprodukte sind im Rahmen der Erfindung möglich.
Mit Blick auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Bauprodukts für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen mit einer Wandstruktur gelöst, die zumindest teilweise aus geschäumtem Kunststoffmaterial gebildet ist. Bei dem Verfahren wird ein Kunststoffmaterial in einem Spritzgusswerkzeug aufgeschäumt und zur Ausbildung einer Schaumstruktur im Spritzgusswerkzeug abgekühlt. Das erfindungsgemäß Verfahren ist besonders gut dazu geeignet, ein erfindungsgemäßes Bauprodukt herzustellen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Wandstärke der Wandstruktur variiert werden kann, ohne dass dabei in Bereichen erhöhter Wandstärke das Material einsackt.
Generell gilt für die Erfindung sowie für die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, dass PP- Kunststoff als Kunststoffmaterial verwendet wird. Andere aufschäumenbare Kunststoffe sind möglich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
In diesen zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Lichtschachts nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit der im verbauten Zustand dem Haus zugewandten Seite;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Lichtschachts gemäß Fig. 1 mit der im verbauten Zustand dem Haus abgewandten Seite und Fig. 3 einen Schnitt durch den Wandquerschnitt des Lichtschachts gemäß Fig. 1 zur Darstellung des aufgeschäumten Kunststoffes.
Der in den Figuren 1, 2 dargestellte Lichtschacht wird als Kellerlichtschacht verbaut und schützt den Keller vor steigendem Grundwasser und Rückstau. Gleichzeitig ermöglicht der Lichtschacht einen guten Lichteinfall in die hinter dem Kellerfenster liegenden Kellerräume. Das Besondere an diesem Lichtschacht besteht darin, dass dieser eine Wandstruktur 10 aus einem geschäumtem Kunststoffmaterial aufweist, wobei die Dichte des Kunststoffmaterials bereichsweise unterschiedlich ist. Der Dichteverlauf bzw. Dichteunterschied der Wandstruktur 10 ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der Wandstruktur 10 gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2. Die Ränder des Querschnitts gemäß Fig. 3 entsprechen der Außenseite 11 bzw. der Innenseite 12 der Wandstruktur 10, wie in den Figuren 1, 2 dargestellt.
Aus Fig. 3 ist gut ersichtlich, dass das Kunststoffmaterial eine Schaumstruktur und eine bezogen auf den Wandquerschnitt der Wandstruktur 10 unterschiedliche Dichte aufweist. Konkret ist die Dichte des Kunststoffmaterials in den Randbereichen bzw. Randschichten höher als die Dichte im Inneren der Wandstruktur. Im Inneren der Wandstruktur sind gut die Zellen bzw. Poren der Schaumstruktur erkennbar. Die Randbereiche weisen keine Zellen bzw. Poren bzw. keine sichtbaren Zellen/Poren auf und können als kompakte bzw. massive Materialbereiche im Vergleich zur dem inneren Bereich angesehen werden. Die Randbereiche bilden sozusagen eine Haut, die den inneren Zellbereich auf beiden Seiten umschließt. Die Randbereiche können auch als Deckschichten bezeichnet werden. Fig. 3 ist ein Beispiel dafür, dass das Kunststoffmaterial bzw. die Wandstruktur 10 als Integralschaum ausgebildet ist. Der Integralschaum weist in diesem Fall eine Sandwichstruktur auf, bei der auf beiden Seiten, d. h. auf der in Fig. 1 gezeigten Außenseite 11 und Innenseite 12 jeweils eine Deckschicht ausgebildet ist.
In Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass die Dichte des Kunststoffmaterials ausgehend von der Außenseite 11 und von der Innenseite 12 der Wandstruktur 10 zum Wandinneren, also zum Kern hin abnimmt. Die Porosität steigt also zum Kern hin an. Dies gilt einerseits für den Wandquerschnitt als Ganzes gesehen. Dann ist nämlich die Dichte der Randbereiche aufgrund der kompakten Ausbildung des Kunststoffmaterials höher als die Dichte des Schaumkerns. Andererseits gilt dies auch für den Schaumkern als solches. Wie in Fig. 3 zu erkennen, nimmt die Zellgröße des Schaumkerns von außen nach innen zu, also die im Bereich der Mittellinie angeordneten Zellen sind größer als die näher an den Randbereichen angeordneten Zellen. Damit geht eine Abnahme der Dichte von außen nach innen auch im Bereich des Schaumkerns einher.
Bei der Ausbildung des Kunststoffmaterials als Integralschaum sind die Bereiche mit den unterschiedlichen dichten als unterschiedliche Schichten gut erkennbar (Fig. 3).
In Fig. 3 ist weiterhin zu erkennen, dass die Deckschichten entlang der Wandstruktur 10 im Wesentlichen konstant sind. Die bevorzugten numerischen Bereiche der Deckschicht betragen zumindest bereichsweise 0,5 mm bis 1,5 mm, insbesondere 0,5 mm bis 1,0 mm. Die Dichte der Schaumstruktur im Inneren der Wandstruktur 10 beträgt von 0, 5-1,0 kg/m3, insbesondere 0,7 kg/m3. Im Vergleich dazu beträgt die Rohdichte des kompakten Kunststoffmaterials in den Randbereichen ca. 1,2 kg/m3. Andere Dichtewerte sind möglich.
Die kompakten Deckschichten haben den Vorteil, dass diese die Wandstruktur 10 stabilisieren, sodass die Wandstärke im Vergleich zu einer geschäumten Wandstruktur mit einheitlicher bzw. konstanter Dichte über den gesamten Wandquerschnitt kleiner sein kann, um vergleichbare Festigkeitswerte bzw. Steifigkeitswerte zu erreichen.
Generell gilt, dass Bauprodukte aus geschäumtem Kunststoff den Vorteil haben, dass diese im Vergleich zu entsprechenden Beton Produkten leichter sind. Die Hauptbelastung bei dem Lichtschacht gemäß Fig. 1 ist der Erd- oder Wasserdruck vor dem Lichtschacht. Aus diesem Grund ist eine gewölbte Form des Lichtschachtes gewählt. Da die Wandstärke entgegen der Belastung eine große Bedeutung hat, sollte die Wandstärke in diesem Bereich besonders groß sein, was im Stand der Technik nur durch einen erhöhten Materialeinsatz erreicht wird. Durch die Schaumstruktur wird bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Materialeinsatz verringert. Durch die erhöhten Dichten an der Außenseite 11 und der Innenseite 12 sowie die im Vergleich geringeren Dichten im Inneren (Schaumstruktur) entsteht eine Beplankungseffekt für das Bauteil. Trotz verringertem Materialeinsatz im inneren Bereich der Struktur werden ähnliche Festigkeitseigenschaften des Bauproduktes im Vergleich zu einem vollmassiven Bauprodukt erreicht. Trotz geringerer Dichten in der inneren Schicht (Mittelschicht) zwischen den äußeren Schichten ist die Knickfestigkeit/Steifigkeit der geschäumten Struktur vergleichbar einer „vollen" Struktur.
Erkennbar sind geschäumte Strukturen an optischen Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Baustoffprodukte. Diese strukturierten Oberflächen weisen eine im Vergleich zu herkömmlichen Spritzgussprodukten rauere Oberfläche auf. Dies kann für bestimmte dekorative Anwendungen interessant sein, da eine reliefartige Oberfläche geschaffen werden kann. Diese Oberfläche resultiert aus dem Aufplatzen der Gasblasen im heißen, flüssigen Schaum an den Oberflächen des Bauteils.
Generell können Bauprodukte wie Lichtschächte, Straßenabläufe etc. aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Schaumstruktur durch Aufschäumen des Kunststoffmaterials im Spritzgusswerkzeug erreicht. Mit diesem Schaumverfahren hergestellte Produkte weisen verschiedene Merkmale auf. Vorteilhaft ist, dass bei Bauprodukten, die eine aufgeschäumte Struktur aufweisen, an vordefinierten Stellen unterschiedliche Wandstärken realisiert werden können. So kann man z.B. bei einem Lichtschachtkörper in bestimmen Funktionsbereichen, z.B. Befestigungsbereichen oder in anderen Bereichen wie im Mittelbereich, durch das Schaumverfahren höhere Wandstärken realisieren. Dies ist mit herkömmlichen Spritzgussverfahren nicht möglich, da es dort in Bereichen mit höheren Wandstärken zu „Einfallstellen" kommt, die zu unregelmäßigen Oberflächen und Festigkeitsverlusten führen. Der Grund hierfür ist, dass teilkristalline Kunststoffe warm werden und die Atome und Molekülketten schwingen. Bei Abkühlung falten sich die Ketten zusammen, was zu einem Volumenverlust führt. Durch das Abkühlen wird dieser Zustand eingefroren. Durch das Abkühlen der Kunststoffschmelze an den gekühlten Innenseiten des Spritzgusswerkzeuges weisen im Spritzgussschaumverfahren hergestellte (Integralschaum)Bauteile eine vglw. konstante Deckschichtdicke im Bereich zwischen 0,5 und 1,5mm, insbesondere im Bereich von 0, 5-1,0 mm auf. Die Deckschichten, auf beiden Seiten des Bauproduktes weisen eine höhere Dichte auf als der mikrozellulare Innenbereich. Während die Deckschichten eine Rohdichte von ca. 1,2 kg/m3 aufweisen, liegen im geschäumten Bereich Dichten im Bereich von 0, 5-1,0 kg/m3, insbesondere 0,7 kg/m3 vor. Zum Bauteilinneren hin kann die Dichte weiter abnehmen, da die Größe der „Gasblasen" im Inneren dieses Integralschaumes ähnlichem Produktes zunimmt. Bei Lichtschächten handelt es sich um einen Integralschaum im klassischen Sinne mit kompakten Deckschichten. Bei Straßenabläufen kann die Deckschicht (Bereiche mit höherer Dichte) Schaumblasen enthalten. Dies ist kein Integralschaum im klassischen Sinne, da die unterschiedlichen Bereiche nicht klar voneinander abgegrenzt sind.
In den Funktionsbereichen des Bauteils können durch das Schaumverfahren vorteilhafterweise 3-dimensionale Strukturen, z.B. Raststrukturen für die Höhenverstellung von Lichtschächten, kostengünstig hergestellt werden.
Bezugszeichenliste
10 Wandstruktur
11 Außenseite
12 Innenseite

Claims

9
Ansprüche Bauprodukt für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen mit einer Wandstruktur (10), die zumindest teilweise aus geschäumtem Kunststoffmaterial gebildet ist, dad u rch geken nzeich net, dass das Kunststoffmaterial eine Schaumstruktur und eine bezogen auf den Wandquerschnitt unterschiedliche Dichte aufweist. Bauprodukt nach Anspruch 1, dad u rch geken nzeich net, dass die Dichte ausgehend von einer Außenseite (11) und/oder Innenseite (12) der Wandstruktur (10) zum Wandinneren hin abnimmt. Bauprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dad u rch geken nzei ch net, dass die Schaumstruktur wenigstens in einem bezogen auf die Außenseite (11) und/oder Innenseite (12) in Breitenrichtung weiter innen angeordneten Bereich der Wandstruktur (10) ausgebildet ist. Bauprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass das Kunststoffmaterial wenigstens eine Schicht aufweist. Bauprodukt nach Anspruch 4, dad u rch geken nzeich net, dass das Kunststoffmaterial eine Deckschicht, insbesondere kompakte Deckschicht, an der Außenseite (11) und/oder an der Innenseite (12) der Wandstruktur (10) bildet. Bauprodukt nach Anspruch 4 oder 5, dad u rch geken nzeich net, dass die Dicke der Schicht, insbesondere Deckschicht, zumindest bereichsweise entlang der Wandstruktur (10) konstant ist. Bauprodukt nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dad u rch geken nzeich net, dass die Dicke der Schicht, insbesondere Deckschicht, zumindest bereichsweise 0,5 mm bis 1,5 mm, insbesondere 0,5 mm bis 1,0 mm beträgt. Bauprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche dad u rch geken nzeich net, dass die Schaumstruktur eine Dichte im Bereich von 0, 5-1,0 kg/m3, insbesondere ca. 0,7 kg/m3 aufweist. Bauprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche dad u rch geken nzeich net, dass die Wandstruktur (10) Bereiche mit unterschiedlicher Wandstärke aufweist. Bauprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche dad u rch geken nzeich net, dass die Wandstruktur (10) wenigstens einen Funktionsbereich aufweist, dessen Wandstärke größer als die Wandstärke eines anderen Bereiches ist. Bauprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche dad u rch geken nzeich net, dass das Bauprodukt einen Lichtschacht oder einen Straßenablauf umfasst. Verfahren zum Herstellen eines Bauproduktes für Hochbau- oder Tiefbauanwendungen mit einer Wandstruktur (10), die zumindest teilweise aus geschäumtem Kunststoffmaterial gebildet ist, insbesondere eines Bauprodukts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Kunststoffmaterial in einem Spritzgusswerkzeug aufgeschäumt und zur Ausbildung einer Schaumstruktur im Spritzgusswerkzeug abgekühlt wird.
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