WO2023148056A1 - Verfahren zur herstellung eines schichtkörpers aus holz und einer härtbaren zusammensetzung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines schichtkörpers aus holz und einer härtbaren zusammensetzung Download PDF

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WO2023148056A1
WO2023148056A1 PCT/EP2023/051745 EP2023051745W WO2023148056A1 WO 2023148056 A1 WO2023148056 A1 WO 2023148056A1 EP 2023051745 W EP2023051745 W EP 2023051745W WO 2023148056 A1 WO2023148056 A1 WO 2023148056A1
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composition
wood
curable composition
component
bis
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PCT/EP2023/051745
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Steffen Kelch
Urs Burckhardt
Tim Mamie
Ingo BURGERT
Philippe GRÖNQUIST
Sandro STUCKI
Andrea FRANGI
Stefan VÖGTLI
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Sika Technology Ag
Empa
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2203/00—Other substrates
    • B05D2203/20—Wood or similar material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity
    • B27N7/005—Coating boards, e.g. with a finishing or decorating layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
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    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/044—Water-setting substance, e.g. concrete, plaster
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
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    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1037—Cement free compositions, e.g. hydraulically hardening mixtures based on waste materials, not containing cement as such
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a layered body, a layered body, and its use as a component in building construction.
  • the renewable raw material wood has been used as a building material since time immemorial and, in addition to its sustainability, has additional advantages over mineral building materials such as concrete, in particular high tensile strength with low density and an appealing aesthetics.
  • Disadvantages of wood as a building material are primarily the lack of fire resistance and acoustic conductivity, which makes fire and sound insulation expensive, as well as the swelling and shrinkage behavior under the influence of moisture.
  • the combination of wood with a mineral building material as a hybrid system can combine the advantages of both building materials, whereby the wood can absorb the tensile forces and the mineral building material the compressive forces.
  • this can be used for ceiling constructions that have a high load capacity and flexural strength with a relatively low dead weight and low overall height and can therefore also be used for large spans with good fire and sound insulation properties.
  • it is crucial to connect the fundamentally different materials of wood and mineral building material to one another as shear-resistant and durable as possible using a suitable connection method, which has been attempted on various occasions in the prior art.
  • the typical procedure for connecting wood to a mineral building material such as concrete consists of mechanically connecting a hardened concrete body to the wood using metal fastening systems such as screws, bolts, clamps or anchors.
  • metal fastening systems such as screws, bolts, clamps or anchors.
  • Another possibility is to create a mechanically stable interlocking with the concrete by means of indentations (notches) or slots in the wood, for example by the liquid concrete curing in contact with the wood body.
  • indentations notches
  • slots indentations
  • Such connections often have insufficient stability and durability, not least because of movements in the wood due to shrinkage or expansion due to changes in moisture or mechanical stress.
  • the bonding of wood with hardened concrete is also known. However, bonding typically requires a complex pre-treatment of the concrete surface, during which the cement skin on the concrete surface is mechanically removed in order to avoid curing problems of the adhesive and to ensure a stable, resilient connection.
  • the object of the present invention is to provide a hybrid system containing wood and a mineral building material which is easy to produce, is suitable as a structural element in building construction and overcomes the disadvantages of the prior art.
  • a wooden body is coated with a liquid-applied, curable composition containing at least one organic binder, preferably based on epoxy resin or polyisocyanate, and at least 80% by weight of mineral fillers.
  • the method according to the invention can be carried out quickly and easily.
  • the liquid applied composition hardens quickly, shows hardly any shrinkage, can be loaded early and does not release moisture or moisture like cement-based binding. de mineral building materials. Excellent adhesion of the hardened composition to the wood body is achieved even without extensive pre-treatment of the wood surface.
  • the layered body obtained is mechanically resilient and impact-resistant. Even with a low layer thickness of the applied composition and without reinforcement with steel, fabric or fibers, it has a high compressive strength and high vibration resistance. In addition, it shows a low coefficient of thermal expansion, good thermal insulation properties, no sensitivity to corrosion and is particularly insensitive to the effects of moisture or frost, the water-impermeable, hardened composition quasi impregnating the wooden body.
  • the method according to the invention enables the production of layered bodies which are outstandingly suitable as sustainable components in building construction, in particular as ceiling elements, where there are high demands in terms of aesthetics, sound insulation, strength and durability. Furthermore, the method according to the invention enables the use of deciduous wood in the construction sector, which often cannot be used due to the high tendency to absorb water compared to spruce wood, especially in combination with fresh concrete.
  • the composition used in the method of the invention also acts as a moisture barrier and protects the wood side of the laminate from water penetrating from above.
  • the layered bodies obtained from the process are comparatively light, stable and resilient and particularly suitable as sustainable components in building construction, in particular as ceiling elements.
  • the invention relates to a method for producing a laminated body, characterized in that
  • composition containing at least one organic binder and at least 80% by weight of mineral fillers, based on the total composition.
  • a powdery or granular inorganic material is referred to as “mineral filler”.
  • “Slag” is a glassy or crystalline solidified material that is produced as a by-product, particularly in the extraction of metals in ore smelting, metal recycling or waste incineration, and which in crushed form is suitable as a mineral filler. It is a mixture of substances whose main ingredients are CaO, SiO2, Al2O3, MgO and FeO.
  • Substance names beginning with "poly” such as polyamine or polyol refer to substances that formally contain two or more of the functional groups in their name per molecule.
  • Molecular weight is the molar mass (in grams per mole) of a molecule.
  • the “average molecular weight” is the number average Mn of a polydisperse mixture of oligomeric or polymeric molecules, which is usually determined by means of gel permeation chromatography (GPC) against polystyrene as the standard.
  • a composition that can be stored at room temperature in a suitable container for a longer period of time, typically for at least 3 months up to 6 months or more, is referred to as “storage-stable” without it deteriorating to an extent relevant to its use as a result of storage changes.
  • the "pot life" of a hardenable composition is the maximum period of time between mixing the components and application, in which the mixed composition is in a sufficiently flowable state and can wet the wood surface well.
  • room temperature A temperature of 23 °C is referred to as "room temperature”. All industry standards and norms mentioned in the document refer to the versions in force at the time of filing the initial application, unless otherwise stated.
  • Percentages by weight refer to mass fractions of a component of a composition based on the total composition, unless otherwise indicated.
  • the terms “mass” and “weight” are used synonymously in this document.
  • the wooden body preferably consists of deciduous wood or softwood, preferably beech wood or spruce wood. These types of wood are mechanically resilient and widely used in construction.
  • the wooden body consists of beech wood. This is widely available and particularly hard and resilient. Due to its high swelling capacity under the influence of moisture, it has so far been used as a building material rather seldom.
  • shaped bodies made of wood are suitable as the wooden body. Shaped bodies which have at least one flat surface are preferred.
  • the wooden body is preferably laid out in such a way that a horizontal, flat surface comes to lie on top, also referred to as “top” below.
  • the wooden body preferably has the shape of a cube or a cuboid, in particular a cuboid. In the case of a cuboid, this is preferably positioned in such a way that one of the largest surfaces is at the top and thus forms the upper side.
  • the side perpendicular to the upper side is also referred to below as "thickness".
  • the wooden body preferably has a thickness in the range from 10 to 300 mm, preferably 20 to 200 mm.
  • the thickness of the wooden body (H) is shown as an example in FIG. 1, designated as DH.
  • the upper side of the wooden body preferably has a length in the range from 0.3 to 20 m, particularly preferably 1 to 10 m.
  • the length of the wooden body (H) is shown as L in FIG. 1 by way of example.
  • the upper side of the wooden body preferably has a width in the range from 50 to 2000 mm, preferably 100 to 1500 mm, in particular 150 to 1000 mm.
  • the width of the wooden body (H) is shown as B in FIG. 1 by way of example.
  • the wooden body preferably has the shape of a cuboid, the length being greater than the width and the width being greater than the thickness.
  • Such a wooden body can also be referred to as a board, beam or slat.
  • the wooden body can consist of unglued solid wood.
  • the wooden body preferably consists of glued and/or toothed laminated wood or laminated timber. This allows large wooden bodies of high mechanical strength and dimensional stability, in particular wooden bodies of 1 m in length or more and 150 mm in width or more.
  • the wood is in a dry, stored condition typical for use as a building material.
  • the wood body can be pretreated before applying the curable composition.
  • the wood body is preferably freed from dust.
  • a mechanical pre-treatment in the form of roughening or milling grooves or slots is possible, but is not necessary for a good connection and is therefore not preferred.
  • Pre-treatment with activators or primers is possible.
  • a pretreatment using activators or primers is not necessary for good adhesion.
  • FIG. 1 shows the thickness DH of the wooden body (H) as an example.
  • the formwork elements are preferably attached in such a way that they enclose the thickness DH of the wooden body all around and protrude upwards far enough that when the volume formed is completely filled with the liquid composition form a complete formwork.
  • the height of the formwork elements preferably corresponds to the thickness D of the layered body, as shown by way of example in FIG.
  • the curable composition comprises at least two separately packaged components that are mixed prior to or during application of the liquid composition.
  • the curable composition is preferably free of cement.
  • the liquid composition When applied, the liquid composition preferably has a largely self-levelling, readily pourable consistency in order to thoroughly wet the surface of the wood body.
  • the preferably attached formwork elements prevent the applied composition from running off.
  • the formwork elements together with the upper side of the wooden body preferably form a mold in which the upper side of the wooden body forms the bottom.
  • the formwork elements preferably protrude beyond the upper side of the wooden body to such an extent that the depth of the mold corresponds to the desired layer thickness of the hardenable composition.
  • the curable composition is preferably applied in a layer thickness in the range from 10 to 300 mm, preferably 20 to 200 mm, in particular 30 to 100 mm.
  • the layer thickness of the curable composition (Z) is shown as an example in FIG. 1, denoted as Dz.
  • the curable composition is preferably applied in such a way that a horizontal surface is formed. If necessary, the surface of the composition is smoothed towards the end of the application, for example using a spatula tool or a mason's trowel. In addition, one equipped with spikes Roller can be used to puncture air bubbles on the surface and thus eliminate them.
  • the curable composition is preferably applied within the pot life.
  • the composition is preferably cured at ambient temperature, optionally under the action of moisture.
  • the organic binder crosslinks through a chemical reaction of the reactive groups it contains.
  • the duration of the curing process depends on the environmental conditions and the ingredients used in the curable composition.
  • Existing formwork elements are typically removed after about 12 to 24 hours and the laminated body reaches its final strength after a few days to weeks at room temperature.
  • organic binders are suitable as the organic binder of the curable composition, in particular those based on epoxy resins, polyisocyanates, polymers crosslinking via silane groups, unsaturated polyester resins, acrylic resins or other polymers with crosslinkable reactive groups.
  • the organic binder is preferably divided into at least two separately packaged, storage-stable components, with the mineral filler being able to be present at least partially as an additional, separately packaged component.
  • the organic binder it is also possible for the organic binder to be present in only one separately packaged component, with some of the reactive groups of the organic binder being present in a blocked form and being released, for example, by hydrolysis during and after application by the action of moisture, and /or crosslink the reactive groups of the organic binder through the action of moisture, as is the case in particular with polyisocyanates.
  • the organic binder of the curable composition is preferably selected from a) epoxy resins and curing agents for epoxy resins and b) polyisocyanates and crosslinking agents for polyisocyanates. Such compositions enable rapid curing, high adhesive forces on the wood body and good mechanical properties of the laminated body obtained without deformation of the wood body due to shrinkage or incompatibilities.
  • the organic binder of the curable composition comprises at least one epoxy resin and at least one hardener for epoxy resins.
  • a composition enables excellent adhesion of the cured composition to the wood body without requiring a pretreatment of the wood surface with activators or primers, which means that the method according to the invention can be carried out particularly easily.
  • a composition is particularly insensitive to moisture when carrying out the method, for example in the form of high atmospheric moisture or increased moisture in the wood body. This also simplifies the implementation of the method.
  • Such a curable composition preferably comprises
  • a first component containing at least one epoxy resin in particular selected from bisphenol A diglycidyl ethers, bisphenol F diglycidyl ethers and phenol novolak glycidyl ethers with an average functionality of 2.3 to 3,
  • the hardener for epoxy resins containing at least one polyamine with aliphatically bonded amino groups and at least 3 amine hydrogens is present as part of the first and/or the second component and/or as a further component.
  • Epoxy liquid resins are particularly suitable as epoxy resin. These are technical epoxy resins that are flowable at room temperature and have a glass transition temperature below 25°C. These are obtained in a known manner, in particular from the glycidylation of compounds with at least two active hydrogen atoms, in particular polyphenols, polyols or amines, by reaction with epichlorohydrin.
  • Suitable epoxy resins are, in particular, aromatic liquid epoxy resins, in particular the glycidyl ethers of
  • bisphenol A bisphenol F or bisphenol A/F, where A stands for acetone and F for formaldehyde, which served as starting materials for the production of these bisphenols.
  • A stands for acetone and F for formaldehyde, which served as starting materials for the production of these bisphenols.
  • positional isomers may also be present, in particular derived from 2,4'- or 2,2'-hydroxyphenylmethane.
  • Dihydroxybenzene derivatives such as resorcinol, hydroquinone or catechol;
  • bisphenols or polyphenols such as bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)methane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane (bisphenol-C), bis(3,5-dimethyl- 4-hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(4- hydroxy-3-tert.butylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane (bisphenol B), 3,3-bis(4-hydroxyphenyl)pentane, 3,4-bis(4 -hydroxyphenyl)hexane, 4,4-bis(4-hydroxyphenyl)heptane, 2,4-bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, 2,4-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl). )-2-methylbutane,
  • 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane bisphenol-TMC
  • 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane 1,4-bis[2-(4- hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzene
  • bisphenol-M 1,3-bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzene
  • DOD 4,4'-dihydroxydiphenyl
  • 4,4'-dihydroxybenzophenone bis(2-hydroxynaphth-1-yl)methane, bis(4-hydroxynaphth-1-yl)methane, 1,5-dihydroxynaphthalene, tris(4-hydroxyphenyl)methane, 1,1,2,2-tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethane, bis(4-hydroxyphenyl)ether or bis(4-hydroxyphenyl)sulfone;
  • Novolaks which are in particular condensation products of phenol or cresols with formaldehyde or paraformaldehyde or acetaldehyde or crotonaldehyde or isobutyraldehyde or 2-ethylhexanal or benzaldehyde or furfural;
  • Aromatic amines such as aniline, toluidine, 4-aminophenol, 4,4'-methylenediphenyldiamine, 4,4'-methylenediphenyldi-(N-methyl)amine, 4,4'-[1,4-phenylenebis( 1-methylethylidene)]bisaniline (bisaniline-P) or 4,4'-[1,3-phenylenebis(1-methylethylidene)]bisaniline (bisaniline-M).
  • Other possible epoxy resins are aliphatic or cycloaliphatic polyepoxides, in particular
  • Glycidyl ethers of saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain di-, tri- or tetrafunctional C2 to C50 alcohols in particular ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexanediol, octanediol, polypropylene glycols, dimethylolcyclohexane, neopentyl glycol, dibromooneopentyl glycol, castor oil , trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythrol, sorbitol or glycerol, or alkoxylated glycerol or alkoxylated trimethylolpropane;
  • N-glycidyl derivative of amides or heterocyclic nitrogen bases such as triglycidyl cyanurate or triglycidyl isocyanurate, or reaction products of epichlorohydrin with hydantoin.
  • Aromatic liquid epoxy resins are preferred, in particular with an average epoxy equivalent weight in the range from 156 to 210 g/eq.
  • the epoxy resin is preferably selected from bisphenol A diglycidyl ethers, bisphenol F diglycidyl ethers and phenol novolak glycidyl ethers with an average functionality of 2.3 to 3. These have an easily manageable viscosity and enable curable compositions with good processability and high strength and durability of curing.
  • epoxy resins which are at least partially based on renewable raw materials, in particular epoxy resins from the reaction of bio-based hydroxy-functional compounds with bio-based epichlorohydrin.
  • epoxy resins from the reaction of bio-based hydroxy-functional compounds with bio-based epichlorohydrin.
  • vanillin-based epoxy resins such as, in particular, vanillin alcohol diglycidyl ether or the glycidyl ethers of bisvanillin derivatives
  • glycerol-based epoxy resins such as in particular the glycidyl ethers of glycerol or polyglycerol.
  • Such epoxy resins enable particularly sustainable composites.
  • the first component of this embodiment preferably contains at least one reactive diluent containing epoxy groups, such as in particular butanediol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether or triglycidyl ether, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, guaiacol glycidyl ether, 4-methoxyphenyl glycidyl ether, pn-butylphenyl glycidyl ether, p-tert.butylphenyl glycidyl ether, 4 - Nonylphenyl glycidyl ether, 4-dodecylphenyl glycidyl ether, cardanol glycidyl ether, benzyl glycidyl ether, allyl glycidyl
  • Butanediol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, C12 to C14 alkyl glycidyl ether or a combination of these reactive diluents are preferred.
  • the second component of this embodiment containing the hardener for epoxy resins contains at least one polyamine with aliphatically bonded amino groups and at least 3 amines in hydrogen.
  • Suitable such polyamines are, in particular, N-benzyl-1,2-ethanediamine, N-benzyl-1,2-propanediamine, N-benzyl-1,3-bis(aminomethyl)benzene, N-(2-ethylhexyl)-
  • 1,3-bis(aminomethyl)benzene 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,3-pentanediamine (DAMP), 1,5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane (MPMD), 2- butyl-2-ethyl-1,5-pentanediamine (C11-neodiamine), 1,6-hexanediamine, 2,5-dimethyl-1,6-hexanediamine, 2,2(4),4-trimethyl-1, 6-hexanediamine (TMD), 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 1,2 -, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane,
  • the hardener preferably contains a combination of two or more such polyamines.
  • Preferred polyamines are MPMD, TMD, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, IPDA, 2(4) -Methyl-1,3-diaminocyclohexane, MXDA, DETA, TETA, TEPA, N3-amine, N4-amine, DPTA, polyoxypropylenedi- or -triamines with an average molecular weight Mn in the range from 200 to 500 g/mol or polyamidoamines, and in particular combinations of these amines.
  • An epoxy resin-based curable composition preferably contains other ingredients, in particular thinners such as benzyl alcohol or catalysts such as calcium nitrate, sulfonic acids or amines containing phenol groups such as in particular 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, or other substances customarily used in epoxy resin compositions.
  • thinners such as benzyl alcohol or catalysts such as calcium nitrate, sulfonic acids or amines containing phenol groups such as in particular 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, or other substances customarily used in epoxy resin compositions.
  • neither the epoxy resin nor the hardener are water-based.
  • a curable composition preferably contains only a small amount of water, preferably less than 5% by weight, in particular less than 1% by weight, of water, based on the composition as a whole. Such a composition is particularly stable after curing.
  • the components of such an epoxy resin-based composition are preferably mixed in such a ratio that the molar ratio of the amine hydrogens to the epoxy groups is in the range from 0.5 to 1.5, in particular from 0.7 to 1.2. Such a composition hardens quickly and without problems.
  • the organic binder of the curable composition comprises at least one polyisocyanate and at least one crosslinking agent for polyisocyanates.
  • Such a curable composition preferably comprises
  • the mineral filler is present as part of the first and/or the second component and/or as a further component.
  • Polyols which are liquid at room temperature are preferred.
  • Preference is given to commercially available polyols such as are usually used for polyurethane compositions, in particular polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyacrylate polyols, polyols derived from natural fats or oils, such as in particular castor oil or reaction products of castor oil with ketone resins, polyhydrocarbon polyols such as polybutadiene polyols, and combinations of such polyols.
  • Polyols with an average molecular weight of 250 to 1,000 g/mol are preferred.
  • Polyols with an average OH functionality of 1.8 to 4 are preferred.
  • the first component preferably contains at least one further crosslinking agent, such as in particular 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol or triethylene glycol, or other two or more functional ones Alcohols such as, in particular, ethoxylated bisphenol A, propoxylated bisphenol A, cyclohexanediol, hydrogenated bisphenol A, dimeric fatty acid alcohols, 1,1,1-trimethylolethane, 1,1,1-trimethylolpropan
  • the first component can contain other crosslinkers, such as, in particular, compounds containing amine groups or difunctional or polyfunctional aldimines or ketimines.
  • Particularly suitable polyisocyanates are diisocyanates, oligomers or polymers or derivatives of diisocyanates, reaction products of diisocyanates with polyols containing isocyanate groups, or combinations thereof.
  • Suitable diisocyanates are, in particular, toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), mixtures of MDI and MDI homologs (polymeric MDI or PMDI), 1,6-hexane diisocyanate (HDI), 2,2(4),4-trimethyl-1,6-hexane diisocyanate (TMDI), 1-methyl-2,4(6)-diisocyanatocyclohexane (HeTDI ), isophorone diisocyanate (IPDI) or perhydrodiphenylmethane diisocyanate (H12MDI).
  • TDI toluene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • HDI 1,6-hexane diisocyanate
  • TMDI 2,2(4),4-trimethyl-1,6-hexane diisocyanate
  • HeTDI isophorone diisocyan
  • the polyisocyanate is a room temperature liquid form of MDI, especially a polymeric MDI, a partially carbodiimidized MDI, or a high 2,4'-MDI grade of MDI.
  • MDI room temperature liquid form of MDI
  • polymeric MDI especially a polymeric MDI, a partially carbodiimidized MDI, or a high 2,4'-MDI grade of MDI.
  • polyisocyanates are easy to process and/or enable particularly high strength.
  • a polyisocyanate-based curable composition preferably contains other ingredients, in particular solvents or diluents, catalysts for the crosslinking reaction, drying agents such as molecular sieves, adhesion promoters such as in particular silanes or titanates, or other substances customarily used in polyurethane compositions.
  • a polyisocyanate-based curable composition may contain a small amount of water, in particular from 0.005 to 0.1% by weight of water based on the total composition. As a result, a certain amount of foaming of the composition can be achieved during curing, which can have a positive effect on the properties of the laminate.
  • the water may be present as part of the first component or may be added in some other form when the components are mixed.
  • Such a polyisocyanate-based composition are preferably mixed in such a ratio that the molar ratio of the hydroxyl groups and any other groups reactive with isocyanates present to the isocyanate groups is in the range from 0.7 to 1.1, preferably 0.8 to 1.0.
  • Such a composition hardens quickly and without problems.
  • the curable composition contains at least 80% by weight of mineral fillers. These can be present as a separate component and before or during application with the rest of the composition are mixed, and/or they can be prepackaged with other components of the composition.
  • the mineral fillers are present as part of the first and/or the second component and/or other components.
  • At least part of the mineral fillers is preferably present as a separate, third component and optionally also as a further, fourth component.
  • the curable composition preferably contains at least 85% by weight of mineral fillers, based on the composition as a whole. This enables particularly little heat to be released during curing, as well as particularly low shrinkage during curing, which prevents the laminate from warping.
  • Quartz powder, quartz sand, limestone sand, river sand, aggregate, slag, calcium carbonate, chalk, heavy spar (barite), dolomite, wollastonite, talc, titanium dioxide, iron oxides, calcined silica, clay minerals, pumice stone, perlite, limestone, limestone powder are particularly suitable as mineral fillers.
  • the shapes and sizes can vary from fine flour to sand particles or gravel to large, coarse stones.
  • the curable composition contains hydraulic binders such as cement, these are present as fillers and the composition will also cure without them.
  • the curable composition is preferably free of cement.
  • Quartz and/or slag is preferred as mineral filler.
  • the curable composition preferably contains at least 50% by weight of mineral fillers selected from quartz and slag, based on the entire composition. Such a composition is easy to process and enables particularly high strength.
  • the curable composition may contain other ingredients, in particular
  • fibers in particular glass fibers, carbon fibers, metal fibers, ceramic fibers or plastic fibers such as polyamide fibers or polyethylene fibers,
  • At least some of the mineral fillers are coated with at least one dispersing agent, in particular a polycarboxylate ether.
  • at least one dispersing agent in particular a polycarboxylate ether.
  • polycarboxylate ethers in the form of comb polymers containing carboxylic acid groups and/or salts thereof and poly(oxyalkylene) side chains.
  • Such polycarboxylate ethers are known as plasticizers for mortar, for example, and are commercially available, for example under the brand name Viscocrete® (from Sika).
  • the dispersant can be sprayed on, or it can be mixed with the mineral fillers, optionally in diluted form.
  • a further object of the invention is a laminate obtained from the process according to the invention.
  • the laminated body comprises a wood layer and a layer consisting of the described cured composition.
  • the laminate consists of a) the wood layer and b) the layer of the cured composition.
  • the layered body preferably has the shape of a cuboid.
  • a layered body as just described is shown by way of example. This comprises a wood layer (H) and a layer of the described composition (Z).
  • the underside of the cuboid preferably forms the wood side and the top of the cuboid forms the cured composition.
  • the thickness of the wood layer is preferably equal to or greater than the thickness of the composition.
  • the thickness (DH) of the wood layer (H) and the thickness (Dz) of the composition (Z) are exemplified in FIG.
  • the dimensions of the laminate are preferably such that the wood layer is able to support the layer of the applied composition without being warped to any significant extent under its weight if no support, reinforcement or reinforcement is provided.
  • the laminated body preferably has a load-bearing capacity of at least 100 kN, preferably at least 120 kN, determined on a laminated body measuring 5200 x 320 x 180 mm made of wood and the hardened composition, the wood layer having the dimensions 5200 x 320 x 120 mm and the cured composition have the dimensions 5200 x 320 x 60 mm, by means of 4-point bending with two pressure cylinders with a test span of 5000 mm, distance of the pressure cylinders from the support 1680 mm and distance between the pressure cylinders 1640 mm.
  • the maximum deformation is preferably in the range from 70 to 250 mm, in particular 100 to 200 mm.
  • the stiffness of the composite cross section is preferably at least 10 9 N/mm 2 , in particular 10 11 N/mm 2 .
  • the composite is stable and durable. In particular, it can be transported freely in space without permanently bending. It can be stacked and exposed to heat, moisture or UV light without significant loss of strength.
  • the composite can also be referred to as a board, beam, slat or sandwich panel.
  • the laminate differs from a bonded article.
  • the cured composition is in planar contact with the wood layer on only one side.
  • the composition is arranged between at least two substrates with which the composition is in contact and which are bonded by means of the composition.
  • Another object of the invention is the use of the laminated body as a component in building construction, in particular as a ceiling element.
  • a ceiling element the layered body is installed in particular in such a way that the wooden side forms the visible ceiling when viewed from the room and the side of the hardened composition is directed towards the roof or a floor above it.
  • the layered body from the process according to the invention enables the installation of statically load-bearing wooden ceilings, which are particularly soundproof, heat-insulating and stable, require no hydraulic binders and only a few aggregates and are therefore particularly sustainable.
  • NK standard climate
  • the wooden body used made of beech wood represented beech block laminated wood and came from Fagus Canal SA. curable compositions used:
  • Composition Z1 (based on epoxy resin):
  • Sikadur® 42 LE Plus component A (from Sika), reactively diluted epoxy resin based on bisphenol A/F diglycidyl ether.
  • Sikadur® 42 LE Plus component B (from Sika), hardener for epoxy resins containing isophoronediamine, polyetheramine, triethylenetetramine and benzyl alcohol.
  • Composition Z2 (based on epoxy resin):
  • Sikadur® 42 LE Plus component A (from Sika), reactively diluted epoxy resin based on bisphenol A/F diglycidyl ether.
  • Sikadur® 42 LE Plus component B (from Sika), hardener for epoxy resins containing isophoronediamine, polyetheramine, triethylenetetramine and benzyl alcohol.
  • Quartz sand 2.0 to 3.2 mm abbreviated as "QS”.
  • Composition Z3 (based on polyisocyanate):
  • SikaBiresin® F50 component A from Sika
  • polyol mixture with approx. 25% by weight aluminum hydroxide and approx. 5% by weight molecular sieve.
  • SikaBiresin® F50 component B from Sika
  • liquid MDI from Sika
  • Sikadur® 514 Plus component C from Sika
  • Composition Z4 (based on polyisocyanate):
  • SikaBiresin® F50 component A from Sika
  • polyol mixture with approx. 25% by weight aluminum hydroxide and approx. 5% by weight molecular sieve.
  • Sikadur® 514 Plus component C (from Sika), mixture of mineral fillers containing approx. 70% by weight quartz and approx. 15% by weight portland cement.
  • Quartz sand 2.0 to 3.2 mm abbreviated as "QS”.
  • the wooden body provided in this way was then clamped into a formwork mold which completely surrounded the outside of the wooden body and projected 30 mm beyond the surface of the wooden body, resulting in a casting mold for the curable composition with a depth of 30 mm.
  • the freshly mixed composition Z1 was then poured into the casting mold in a layer 30 mm thick, so that it was completely filled, and the surface was smoothed using a mason's trowel. After 12 h in standard climate the formwork was removed. A laminate measuring 40 ⁇ 50 ⁇ 60 mm was obtained.
  • example 1 After storage for 28 days in a standard climate, example 1 showed a compressive shear strength of 18 MPa (mean value of 5 laminates), with the majority of the fracture occurring in the wood layer.
  • Example 2 the wood surface was dusted off using a brush and then the freshly mixed composition Z1 was poured into the mold in a layer 30 mm thick, so that it was completely filled, and the surface was smoothed using a mason's trowel.
  • the wood surface was pretreated with Sika® Primer MR Fast (water-based two-component epoxy primer, from Sika). After a flash-off time of 24 hours, the freshly mixed composition Z3 was Pour a layer thickness of 30 mm into the mold so that it is completely filled and smooth the surface with a mason's trowel.
  • Sika® Primer MR Fast water-based two-component epoxy primer, from Sika.
  • the formwork mold was removed after 12 hours in the standard climate.
  • a laminated body measuring 1020 ⁇ 60 ⁇ 60 mm made of beech wood and the cured composition was obtained.
  • laminated bodies were produced by positioning a laminated beam of dimensions 5200 x 320 x 120 mm made of glued beech square timber (approx. 2000 x 40 x 40 mm) on a horizontal base in such a way that a surface of 5200 x 320 mm and the thickness was 120 mm.
  • a formwork mold was mounted around the wooden beam so that a mold 60 mm deep was created on the surface.
  • Example 4 the wood surface was dusted off using a brush and then the freshly mixed composition Z2 was poured into the mold in a layer 60 mm thick, so that it was completely filled, and the surface was smoothed using a mason's trowel.
  • the wood surface was pretreated with Sika® Primer MR Fast (water-based two-component epoxy primer, from Sika). After a flash-off time of 24 hours, the freshly mixed composition Z4 was poured into the mold in a layer 60 mm thick, so that it was completely filled, and the surface was smoothed with a mason's trowel.
  • Sika® Primer MR Fast water-based two-component epoxy primer, from Sika.
  • the formwork mold was removed after 12 hours in the standard climate.
  • a composite of beech wood and the cured composition measuring 5200 ⁇ 320 ⁇ 180 mm was obtained without distortions in length, width or height.
  • the composite showed no shrinkage cracks and warping due to shrinkage in the curable composition, also called "cupping", or tearing of the composition from the wood surface after curing.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Holzkörper bereitgelegt wird, – eine härtbare Zusammensetzung im flüssigen Zustand auf diesen aufgetragen wird – und die Zusammensetzung aushärtet, wobei die Zusammensetzung mindestens ein organisches Bindemittel und mindestens 80 Gewichts-% mineralische Füllstoffe bezogen auf die gesamte Zusammensetzung enthält. Das Verfahren ermöglicht das dauerhafte Verbinden von Holzkörpern und Zusammensetzungen auf organischer Bindemittelbasis und hohem Gehalt an mineralischen Füllstoffen. Die aus dem Verfahren erhaltenen Schichtkörper sind vergleichsweise leicht, stabil und belastbar und besonders geeignet als nachhaltige Bauteile im Hochbau, insbesondere als Deckenelement.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SCHICHTKÖRPERS AUS HOLZ UND EINER HÄRTBAREN ZUSAMMENSETZUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers, einen Schichtkörper, sowie dessen Verwendung als Bauteil im Hochbau.
Stand der Technik
Der nachwachsende Rohstoff Holz wird seit Urzeiten als Baustoff eingesetzt und hat gegenüber mineralischen Baustoffen wie Beton neben seiner Nachhaltigkeit zusätzliche Vorteile, insbesondere eine hohe Zugfestigkeit bei geringer Dichte und eine ansprechende Ästhetik. Nachteile von Holz als Baustoff liegen primär in der mangelnden Brandfestigkeit und der akustischen Leitfähigkeit, was den Brand- und Schallschutz aufwendig macht, sowie im Quell- und Schwindverhalten unter Einfluss von Feuchtigkeit. Die Kombination von Holz mit einem mineralischen Baustoff als Hybridsystem kann die Vorzüge der beiden Baustoffe miteinander verknüpfen, wobei das Holz die Zugkräfte und der mineralische Baustoff die Druckkräfte aufnehmen kann. Beispielsweise kann dies für Deckenkonstruktionen genutzt werden, die über eine hohe Traglast und Biegesteifigkeit bei relativ geringem Eigengewicht und niedriger Gesamthöhe verfügen und deshalb auch für grosse Spannweiten eingesetzt werden können, bei guten Brand- und Schallschutzeigenschaften. Für die Erzielung solcher Eigenschaften ist es entscheidend, die grundverschiedenen Materialien Holz und mineralischer Baustoff durch ein geeignetes Verbindungsverfahren möglichst schubfest und dauerhaft miteinander zu verbinden, was im Stand der Technik verschiedentlich versucht wurde.
Das typische Vorgehen beim Verbinden von Holz mit einem mineralischen Baustoff wie Beton besteht darin, einen ausgehärteten Betonkörper mittels metallischen Befestigungssystemen wie Schrauben, Bolzen, Klammern oder Ankern mechanisch mit dem Holz zu verbinden. Solche Verbindungen sind zwar stabil und belastbar, aber aufwändig in der Herstellung und optisch oft unbefriedigend. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch Einkerbungen (Kerven) oder Schlitze im Holz eine mechanisch stabile Verzahnung mit dem Beton herzustellen, beispielsweise indem der flüssige Beton in Kontakt mit dem Holzkörper aushärtet. Solche Verbindungen weisen aber oft eine ungenügende Stabilität und Dauerhaftigkeit auf, nicht zuletzt aufgrund von Bewegungen im Holz durch Schwinden oder Ausdehnen aufgrund veränderter Feuchtigkeit oder mechanischer Belastung. Auch das Verkleben von Holz mit ausgehärtetem Beton ist bekannt. Das Verkleben bedarf typischerweise aber einer aufwändigen Vorbehandlung der Betonoberfläche, bei welcher die Zementhaut auf der Betonoberfläche mechanisch entfernt wird, um Aushärtungsstörungen des Klebstoffs zu vermeiden und eine stabile, belastbare Verbindung zu gewährleisten.
In WO 99/02796 und in M. Brunner et al., Materials and Structures (2007) 40:119- 126, wird das Verkleben von Holz mit Beton mittels eines Klebstoffes in einem nass-in-nass Verfahren und die dabei auftretenden Schwierigkeiten beschrieben. Die so erhaltenen Schichtkörper brechen bei mechanischer Belastung oder durch das Quell- und Schwindverhalten des Holzes bei wechselnder Feuchtigkeit oft an den Klebstoffgrenzflächen. Zudem wird die Aushärtungsreaktion des Klebstoffs durch den frischen Beton oft derart gestört, dass keine ausreichenden Haftkräfte aufgebaut werden und somit keine belastbare und/oder dauerhafte Verbindung entsteht.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridsystem enthaltend Holz und einen mineralischen Baustoff zur Verfügung zu stellen, welches einfach herstellbar ist, geeignet ist als Bauelement im Hochbau und die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Überraschenderweise wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers wie in Anspruch 1 beschrieben gelöst. Dabei wird ein Holzkörper mit einer flüssig aufgebrachten härtbaren Zusammensetzung enthaltend mindestens ein organisches Bindemittel, bevorzugt auf Epoxidharz- oder Polyiso- cyanat-Basis, und mindestens 80 Gewichts-% mineralische Füllstoffe überschichtet.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist einfach und schnell durchführbar. Die flüssig aufgebrachte Zusammensetzung härtet schnell aus, zeigt kaum Schwund, ist früh belastbar und gibt keine Feuchtigkeit oder Nässe ab wie zementös abbinden- de mineralische Baustoffe. Auch ohne aufwändige Vorbehandlung der Holzoberfläche entsteht eine ausgezeichnete Haftung der ausgehärteten Zusammensetzung auf dem Holzkörper. Der erhaltene Schichtkörper ist mechanisch belastbar und schlagzäh. Er verfügt bereits bei geringer Schichtstärke der applizierten Zusammensetzung und ohne Armierung mit Stahl, Geweben oder Fasern über eine hohe Druckfestigkeit und hohe Vibrationssteifigkeit. Zudem zeigt er einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizient, gute Wärmedämmeigenschaften, keine Empfindlichkeit auf Korrosion und ist besonders unempfindlich gegenüber der Einwirkung von Feuchtigkeit oder Frost, wobei die wasserundurchlässige ausgehärtete Zusammensetzung den Holzkörper quasi imprägniert.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Herstellung von Schichtkörpern, welche hervorragend geeignet sind als nachhaltige Bauteile im Hochbau, insbesondere als Deckenelemente, wo hohe Ansprüche in Bezug auf Ästhetik, Schalldämmung, Festigkeit und Beständigkeit bestehen. Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren die Verwendung von Laubholz im Baubereich, welches aufgrund der im Vergleich zu Fichtenholz hohen Tendenz zur Wasseraufnahme oft nicht einsetzbar ist, insbesondere in Kombination mit Frischbeton. Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Zusammensetzung wirkt auch als Feuchtigkeitssperre und schützt die Holzseite des Schichtkörpers vor von oben her eindringendem Wasser. Die aus dem Verfahren erhaltenen Schichtkörper sind vergleichsweise leicht, stabil und belastbar und besonders geeignet als nachhaltige Bauteile im Hochbau, insbesondere als Deckenelement.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Holzkörper bereitgelegt wird,
- eine härtbare Zusammensetzung im flüssigen Zustand auf diesen aufgetragen wird
- und die Zusammensetzung aushärtet, wobei die Zusammensetzung mindestens ein organisches Bindemittel und mindestens 80 Gewichts-% mineralische Füllstoffe bezogen auf die gesamte Zusammensetzung enthält.
Als „mineralischer Füllstoff“ wird ein pulverförmiges oder körniges anorganisches Material bezeichnet.
Als „Schlacke“ wird ein glasig oder kristallin erstarrtes Material bezeichnet, das als Nebenprodukt insbesondere bei der Gewinnung von Metallen in der Erzverhüttung, dem Metallrecycling oder bei der Abfallverbrennung entsteht und in zerkleinerter Form geeignet ist als mineralischer Füllstoff. Es handelt sich um ein Stoffgemisch, dessen Hauptinhaltsstoffe CaO, SiO2, AI2O3, MgO und FeO sind. Mit „Poly“ beginnende Substanznamen wie Polyamin oder Polyol bezeichnen Substanzen, die formal zwei oder mehr der in ihrem Namen vorkommenden funktionellen Gruppen pro Molekül enthalten.
Als „Am in Wasserstoff“ werden die Wasserstoffatome von primären und sekundären Aminogruppen bezeichnet.
Als „Molekulargewicht“ wird die molare Masse (in Gramm pro Mol) eines Moleküls bezeichnet. Als „mittleres Molekulargewicht“ wird das Zahlenmittel Mn einer polydispersen Mischung von oligomeren oder polymeren Molekülen bezeichnet, welches üblicherweise mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gegen Polystyrol als Standard bestimmt wird.
Als „lagerstabil“ wird eine Zusammensetzung bezeichnet, die bei Raumtemperatur in einem geeigneten Gebinde während längerer Zeit, typischerweise während mindestens 3 Monaten bis zu 6 Monaten und mehr, aufbewahrt werden kann, ohne dass sie sich durch die Lagerung in einem für ihren Gebrauch relevanten Ausmass verändert.
Als „Topfzeit“ einer härtbaren Zusammensetzung wird die maximale Zeitspanne zwischen dem Mischen der Komponenten bis zur Applikation bezeichnet, in der die vermischte Zusammensetzung in einem ausreichend fliessfähigen Zustand ist und die Holzoberfläche gut benetzen kann.
Als „Raumtemperatur“ wird eine Temperatur von 23 °C bezeichnet. Alle im Dokument erwähnten Industriestandards und Normen beziehen sich auf die zum Zeitpunkt der Einreichung der Erstanmeldung gültigen Fassungen, sofern nicht anders angegeben.
Gewichtsprozente (Gewichts-%) bezeichnen Massenanteile eines Bestandteils einer Zusammensetzung bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, falls nichts anderes angegeben ist. Die Begriffe „Masse“ und „Gewicht“ werden im vorliegenden Dokument synonym benutzt.
Bevorzugt besteht der Holzkörper aus Laubholz oder Nadelholz, bevorzugt Buchenholz oder Fichtenholz. Diese Holzarten sind mechanisch belastbar und im Bauwesen weit verbreitet.
Insbesondere besteht der Holzkörper aus Buchenholz. Dieses ist breit verfügbar und besonders hart und belastbar. Wegen seiner hohen Quellfähigkeit unter Feuchtigkeitseinfluss wird es bisher als Baustoff aber eher selten eingesetzt.
Als Holzkörper geeignet sind alle Arten von Formkörpern aus Holz. Bevorzugt sind Formkörper, welche mindestens eine ebene Fläche aufweisen.
Der Holzkörper wird bevorzugt so bereitgelegt, dass oben eine waagrechte, ebene Fläche zu liegen kommt, im Folgenden auch als "Oberseite" bezeichnet.
Bevorzugt weist der Holzkörper die Form eines Würfels oder eines Quaders auf, insbesondere eines Quaders. Im Fall eines Quaders ist dieser bevorzugt so positioniert, dass eine der grössten Flächen oben liegt und somit die Oberseite bildet. Die senkrecht zur Oberseite stehende Seite wird im Folgenden auch als "Dicke" bezeichnet.
Bevorzugt weist der Holzkörper eine Dicke im Bereich von 10 bis 300 mm, bevorzugt 20 bis 200 mm, auf. Die Dicke des Holzkörpers (H) ist in Figur 1 als DH bezeichnet beispielhaft dargestellt.
Bevorzugt weist die Oberseite des Holzkörpers eine Länge im Bereich von 0.3 bis 20 m, besonders bevorzugt 1 bis 10 m, auf. Die Länge des Holzkörpers (H) ist in Figur 1 als L bezeichnet beispielhaft dargestellt. Bevorzugt weist die Oberseite des Holzkörpers eine Breite im Bereich von 50 bis 2'000 mm, bevorzugt 100 bis 1 '500 mm, insbesondere 150 bis 1'000 mm, auf. Die Breite des Holzkörpers (H) ist in Figur 1 als B bezeichnet beispielhaft dargestellt. Bevorzugt hat der Holzkörper die Form eines Quaders, wobei die Länge grösser ist als die Breite und die Breite grösser ist als die Dicke. Ein solcher Holzkörper kann auch als Brett, Balken oder Latte bezeichnet werden.
Der Holzkörper kann aus unverleimtem Massivholz bestehen.
Bevorzugt besteht der Holzkörper aus verleimtem und/oder verzahntem Schichtholz oder Stabschichtholz. Dies ermöglicht grosse Holzkörper von hoher mechanischen Belastbarkeit und dimensionalen Stabilität, insbesondere Holzkörper von 1 m Länge oder mehr und 150 mm Breite oder mehr.
Bevorzugt ist das Holz in einem trockenen, gelagerten Zustand, wie es für die Verwendung als Baumaterial typischerweise ist.
Der Holzkörper kann vor dem Applizieren der härtbaren Zusammensetzung vorbehandelt werden. Bevorzugt wird der Holzkörper von Staub befreit.
Eine mechanische Vorbehandlung in Form von Aufrauen oder Einfräsen von Rillen oder Schlitzen ist möglich, ist für eine gute Verbindung aber nicht notwendig und somit nicht bevorzugt.
Eine Vorbehandlung mittels Aktivatoren oder Primern ist möglich. Insbesondere für eine härtbare Zusammensetzung auf Epoxidharz-Basis ist eine Vorbehandlung mittels Aktivatoren oder Primern für eine gute Haftung aber nicht notwendig.
Bevorzugt ist der Holzkörper beim Aufbringen der flüssigen härtbaren Zusammensetzung an den Aussenseiten, beispielsweise in Verlängerung der Seitenkanten, mit Schalungselementen versehen, so dass die Zusammensetzung nach dem Aufträgen auf dem Holzkörper verbleibt und nicht abfliessen kann. In Figur 1 ist die Dicke DH des Holzkörpers (H) beispielhaft ersichtlich. Die Schalungselemente werden bevorzugt so angebracht, dass sie die Dicke DH des Holzkörpers rund herum umschliessen und nach oben so weit herausragen, dass sie beim vollständigen Auffüllen des gebildeten Volumens mit der flüssigen Zusammensetzung eine komplette Verschalung bilden. Bevorzugt entspricht die Höhe der Schalungselemente der Dicke D des Schichtkörpers, wie in Figur 1 beispielhaft dargestellt.
Als Schalungselemente geeignet sind Bretter oder sonstige Vorrichtungen, welche nach dem Erhärten der härtbaren Zusammensetzung entfernt werden, wie im Betonbau üblich.
Bevorzugt umfasst die härtbare Zusammensetzung mindestens zwei getrennt verpackte Komponenten, die vor oder während dem Aufbringen der flüssigen Zusammensetzung vermischt werden.
Bevorzugt ist die härtbare Zusammensetzung frei von Zement.
Bevorzugt weist die flüssige Zusammensetzung bei der Applikation eine weitgehend selbstverlaufende, gut giessbare Konsistenz auf, um die Oberfläche des Holzkörpers gut zu benetzen.
Bei der Applikation verhindern die bevorzugt angebrachten Schalungselemente das Abfliessen der applizierten Zusammensetzung. Bevorzugt bilden die Schalungselemente zusammen mit der Oberseite des Holzkörpers eine Giessform, bei welcher die Oberseite des Holzkörpers den Boden bildet. Bevorzugt ragen die Schalungselemente soweit über die Oberseite des Holzkörpers hinaus, dass die Tiefe der Giessform der gewünschten Schichtdicke der härtbaren Zusammensetzung entspricht.
Bevorzugt wird die härtbare Zusammensetzung in einer Schichtdicke im Bereich von 10 bis 300 mm, bevorzugt 20 bis 200 mm, insbesondere 30 bis 100 mm, appliziert. Die Schichtdicke der härtbaren Zusammensetzung (Z) ist in Figur 1 als Dz bezeichnet beispielhaft dargestellt.
Die härtbare Zusammensetzung wird bevorzugt so appliziert, dass eine waagrechte Oberfläche entsteht. Gegebenenfalls wird die Oberfläche Zusammensetzung gegen Ende der Applikation geglättet, beispielsweise mittels eines Spachtelwerkzeugs oder einer Maurerkelle. Zusätzlich kann eine mit Stacheln ausgerüstete Walze zum Einsatz kommen, um auf der Oberfläche vorhandene Luftblasen aufzustechen und so zu beseitigen.
Bevorzugt wird die härtbare Zusammensetzung innerhalb der Topfzeit appliziert.
Anschliessend erfolgt das Aushärten der applizierten härtbaren Zusammensetzung.
Bevorzugt erfolgt das Aushärten der Zusammensetzung bei Umgebungstemperatur, gegebenenfalls unter Einwirkung von Feuchtigkeit. Dabei vernetzt das organische Bindemittel durch chemische Reaktion der enthaltenen Reaktivgruppen. Die Dauer des Aushärteprozesses ist abhängig von den Umgebungsbedingungen und den verwendeten Inhaltsstoffen der härtbaren Zusammensetzung. Typischerweise werden vorhandene Schalungselemente nach etwa 12 bis 24 Stunden entfernt und der Schichtkörper erreicht bei Raumtemperatur nach einigen Tagen bis Wochen seine Endfestigkeit.
Als organisches Bindemittel der härtbaren Zusammensetzung geeignet sind alle Arten von organischen Bindemitteln, insbesondere solche auf Basis von Epoxidharzen, Polyisocyanaten, über Silangruppen vernetzenden Polymeren, ungesättigten Polyesterharzen, Acrylharzen oder weiteren Polymeren mit vernetzungsfähigen Reaktivgruppen.
Bevorzugt ist das organische Bindemittel vor der Applikation auf mindestens zwei separat verpackte, lagerstabile Komponenten verteilt, wobei der mineralische Füllstoff zumindest teilweise als zusätzliche, separat verpackte Komponente vorhanden sein kann. Es ist aber auch möglich, dass das organische Bindemittel in nur einer separat verpackten Komponente vorliegt, wobei insbesondere ein Teil der Reaktivgruppen des organischen Bindemittels in einer blockierten Form vorliegen und beispielsweise durch Hydrolyse während und nach der Applikation durch die Einwirkung von Feuchtigkeit freigesetzt werden, und/oder die Reaktivgruppen des organischen Bindemittels durch die Einwirkung von Feuchtigkeit vernetzen, wie insbesondere im Fall von Polyisocyanaten. Bevorzugt ist das organische Bindemittel der härtbaren Zusammensetzung ausgewählt aus a) Epoxidharzen und Härtern für Epoxidharze und b) Poly- isocyanaten und Vernetzern für Polyisocyanate. Solche Zusammensetzungen ermöglichen eine schnelle Aushärtung, hohe Haftkräfte auf dem Holzkörper und gute mechanische Eigenschaften des erhaltenen Schichtkörpers ohne Verformungen des Holzkörpers durch Schwund oder Unverträglichkeiten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das organische Bindemittel der härtbaren Zusammensetzung mindestens ein Epoxidharz und mindestens einen Härter für Epoxidharze. Eine solche Zusammensetzung ermöglicht eine ausgezeichnete Haftung der ausgehärteten Zusammensetzung auf dem Holzkörper, ohne eine Vorbehandlung der Holzoberfläche mit Aktivatoren oder Primern vorauszu setzen, wodurch das erfindungsgemässe Verfahren besonders einfach durchführbar ist. Weiterhin ist eine solche Zusammensetzung bei der Durchführung des Verfahrens besonders unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit, beispielsweise in Form einer hohen Luftfeuchtigkeit oder einer erhöhten Feuchtigkeit des Holzkörpers. Auch dies vereinfacht die Durchführung des Verfahrens.
Bevorzugt umfasst eine solche härtbare Zusammensetzung
- eine erste Komponente enthaltend mindestens ein Epoxidharz, insbesondere ausgewählt aus Bisphenol A-Diglycidylethern, Bisphenol F-Diglycidylethern und Phenol-Novolak-Glycidylethern mit einer mittleren Funktionalität von 2.3 bis 3,
- und eine zweite Komponente enthaltend den Härter für Epoxidharze enthaltend mindestens ein Polyamin mit aliphatisch gebundenen Aminogruppen und mindestens 3 Aminwasserstoffen, und der mineralische Füllstoff ist als Bestandteil der ersten und/oder der zweiten Komponente und/oder als weitere Komponente vorhanden.
Als Epoxidharz geeignet sind insbesondere Epoxid-Flüssigharze. Dies sind technische Epoxidharze, die bei Raumtemperatur fliessfähig sind und eine Glasübergangstemperatur unterhalb von 25°C aufweisen. Diese werden auf bekannte Art und Weise erhalten, insbesondere aus der Glycidylisierung von Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Polyphenolen, Polyolen oder Aminen, durch Umsetzung mit Epichlorhydrin.
Geeignete Epoxidharze sind insbesondere aromatische Epoxid-Flüssigharze, insbesondere die Glycidylether von
- Bisphenol A, Bisphenol F oder Bisphenol A/F, wobei A für Aceton und F für Formaldehyd steht, welche als Edukte zur Herstellung dieser Bisphenole dienten. Im Fall von Bisphenol F können auch Stellungsisomere vorhanden sein, insbesondere abgeleitet von 2,4'- oder 2,2'-Hydroxyphenylmethan.
- Dihydroxybenzol-Derivaten wie Resorcin, Hydrochinon oder Brenzcatechin;
- weiteren Bisphenolen oder Polyphenolen wie Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)- methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propan (Bisphenol-C), Bis(3,5-di- methyl-4-hydroxyphenyl)methan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-tert.butyl- phenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan (Bisphenol-B), 3,3-Bis(4-hydro- xyphenyl)pentan, 3,4-Bis(4-hydroxyphenyl)hexan, 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)- heptan, 2,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 2,4-Bis(3,5-dimethyl-4-hydro- xyphenyl)-2-methylbutan, 1 ,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan (Bisphenol-Z),
1 , 1 -Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol-TMC), 1 ,1- Bis(4-hydroxyphenyl)-1 -phenylethan, 1 ,4-Bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]- benzol (Bisphenol-P), 1 ,3-Bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol- M), 4,4'-Dihydroxydiphenyl (DOD), 4,4'-Dihydroxybenzophenon, Bis(2-hydroxy- naphth-1 -yl)methan, Bis(4-hydroxynaphth-1 -yl)methan, 1 ,5-Dihydroxynaph- thalin, T ris(4-hydroxyphenyl)methan, 1 , 1 ,2,2-T etrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether oder Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon;
- Novolaken, welche insbesondere Kondensationsprodukte von Phenol oder Kresolen mit Formaldehyd bzw. Paraformaldehyd oder Acetaldehyd oder Crotonaldehyd oder Isobutyraldehyd oder 2-Ethylhexanal oder Benzaldehyd oder Furfural sind;
- aromatischen Aminen, wie Anilin, Toluidin, 4-Aminophenol, 4,4'-Methylendi- phenyldiamin, 4,4'-Methylendiphenyldi-(N-methyl)amin, 4,4'-[ 1 ,4-Phenylen- bis(1 -m ethylethyliden)]bisani lin (Bisanilin-P) oder 4,4'-[1 ,3-Phenylen-bis(1 - methylethyliden)]bisanilin (Bisanilin-M). Weitere mögliche Epoxidharze sind aliphatische oder cycloaliphatische Poly- epoxide, insbesondere
- Glycidylether von gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen di-, tri- oder tetrafunktionellen C2- bis Cso-Alkoholen, insbesondere Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Hexandiol, Octandiol, Polypropylenglykolen, Dimethylolcyclohexan, Neopen- tylglykol, Dibromoneopentylglykol, Rizinusöl, Trimethylolpropan, Trimethylol- ethan, Pentaerythrol, Sorbit oder Glycerin, oder alkoxyliertes Glycerin oder alkoxyliertes Trimethylolpropan;
- ein hydriertes Bisphenol-A-, -F- oder -A/F-Flüssigharz, beziehungsweise die Glycidylisierungsprodukte von hydriertem Bisphenol-A, -F oder -A/F;
- ein N-Glycidylderivat von Amiden oder heterocyclischen Stickstoffbasen, wie Triglycidylcyanurat oder Triglycidylisocyanurat, oder Umsetzungsprodukte von Epichlorhydrin mit Hydantoin.
Bevorzugt sind aromatische Epoxid-Flüssigharze, insbesondere mit einem mittleren Epoxid-Equivalentgewicht im Bereich von 156 bis 210 g/eq.
Bevorzugt ist das Epoxidharz ausgewählt aus Bisphenol A-Diglycidylethern, Bisphenol F-Diglycidylethern und Phenol-Novolak-Glycidylethern mit einer mittleren Funktionalität von 2.3 bis 3. Diese weisen eine gut handhabbare Viskosität auf und ermöglichen härtbare Zusammensetzungen mit guter Verarbeitbarkeit und hoher Festigkeit und Beständigkeit nach der Aushärtung.
Bevorzugt sind weiterhin Epoxidharze, welche zumindest teilweise auf nachwachsenden Rohstoffen beruhen, insbesondere Epoxidharze aus der Umsetzung von biobasierten hydroxyfunktionellen Verbindungen mit biobasiertem Epichlorhydrin. Besonders bevorzugt sind Vanillin-basierte Epoxidharze wie insbesondere Vanil- linalkohol-Diglycidylether oder die Glycidylether von Bisvanillin-Derivaten, sowie Glycerol-basierte Epoxidharze wie insbesondere die Glycidylether von Glycerol oder Polyglycerol. Solche Epoxidharze ermöglichen besonders nachhaltige Schichtkörper. Bevorzugt enthält die erste Komponente dieser Ausführungsform mindestens einen Epoxidgruppen-haltigen Reaktivverdünner, wie insbesondere Butandiol- diglycidylether, Hexandioldiglycidylether, Trimethylolpropandi- oder triglycidylether, Phenylglycidylether, Kresylglycidylether, Guaiacolglycidylether, 4-Methoxyphenyl- glycidylether, p-n-Butylphenylglycidylether, p-tert.Butylphenylglycidylether, 4- Nonylphenylglycidylether, 4-Dodecylphenylglycidylether, Cardanolglycidylether, Benzylglycidylether, Allylglycidylether, Butylglycidylether, Hexylglycidylether, 2- Ethylhexylglycidylether, oder Glycidylether von natürlichen Alkoholen wie insbesondere Cs- bis C10- oder C12- bis C14- oder C13- bis Ci s-Alkylglycidylether. Bevorzugt sind Butandioldiglycidylether, Hexandioldiglycidylether, C12- bis C14- Alkylglycidylether oder eine Kombination dieser Reaktivverdünner.
Die zweite Komponente dieser Ausführungsform enthaltend den Härter für Epoxidharze enthält mindestens ein Polyamin mit aliphatisch gebundenen Aminogruppen und mindestens 3 Am in wasserstoffen.
Geeignete solche Polyamine sind insbesondere N-Benzyl-1 ,2-ethandiamin, N- Benzyl-1 ,2-propandiamin, N-Benzyl-1 ,3-bis(aminomethyl)benzol, N-(2-Ethylhexyl)-
1.3-bis(aminomethyl)benzol, 2,2-Dimethyl-1 ,3-propandiamin, 1 ,3-Pentandiamin (DAMP), 1 ,5-Pentandiamin, 1 ,5-Diamino-2-methylpentan (MPMD), 2-Butyl-2-ethyl- 1 ,5-pentandiamin (C11-Neodiamin), 1 ,6-Hexandiamin, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexan- diamin, 2,2(4),4-Trimethyl-1 ,6-hexandiamin (TMD), 1 ,7-Heptandiamin, 1 ,8-Octan- diamin, 1 ,9-Nonandiamin, 1 ,10-Decandiamin, 1 ,11-Undecandiamin, 1 ,12-Dodecan- diamin, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Diaminocyclohexan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan,
1.4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, Bis(4-aminocyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3- methylcyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3-ethylcyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3,5- dimethylcyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3-ethyl-5-methylcyclohexyl)methan, 1 - Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (IPDA), 2(4)-Methyl-1 ,3-diamino- cyclohexan, 2,5(2,6)-Bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptan (NBDA), 3(4),8(9)- Bis(aminomethyl)tricyclo[5.2.1 .02’6]decan, 1 ,4-Diamino-2,2,6-trimethylcyclohexan (TMCDA), 1 ,8-Menthandiamin, 3,9-Bis(3-aminopropyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]- undecan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)benzol (MXDA), 1 ,4-Bis(aminomethyl)benzol, Bis(2- aminoethyl)ether, 3,6-Dioxaoctan-1 ,8-diamin, 4,7-Dioxadecan-1 ,10-diamin, 4,7- Dioxadecan-2,9-diamin, 4,9-Dioxadodecan-1 ,12-diamin, 5,8-Dioxadodecan-3,10- diamin, 4,7,10-Trioxatridecan-1 ,13-diamin oder höhere Oligomere dieser Diamine, Bis(3-aminopropyl)polytetrahydrofurane oder andere Polytetrahydrofurandiamine, Polyoxyalkylendi- oder -triamine, insbesondere Polyoxypropylendiamine oder Polyoxypropylentriamine wie Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400 oder Jeffamine® T-403 (alle von Huntsman), Furan-basierte Amine wie 2,5-Bis(aminomethyl)furan, 2,5-Bis(aminomethyl)tetrahydrofuran, Bis(5-aminomethylfuran-2-yl)methan, Bis(5- aminomethyltetrahydrofuran-2-yl)methan, 2,2-Bis(5-aminomethylfuran-2-yl)propan oder 2,2-Bis(5-aminomethyltetrahydrofuran-2-yl)propan, oder Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentaethylenhexamin (PEHA), Dipropylentriamin (DPTA), N-(2-Aminoethyl)-1 ,3-propandiamin (N3-Amin), N,N'-Bis(3-aminopropyl)ethylendiamin (N4-Amin), N,N'-Bis(3-amino- propyl)- 1 ,4-diaminobutan, N5-(3-Aminopropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin, N3-(3- Aminopentyl)-1 ,3-pentandiamin, N5-(3-Amino-1-ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentan- diamin, N,N'-Bis(3-amino-1-ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin, 3-(2-Amino- ethyl)aminopropylamin, Bis(hexamethylen)triamin (BHMT), N-Aminoethylpiperazin, 3-Dimethylaminopropylamin (DMAPA), 3-(3-(Dimethylamino)propylamino)propyl- amin (DMAPAPA), aminfunktionelle Addukte der genannten Amine mit Epoxiden, Phenalkamine, welche Umsetzungsprodukte von Cardanol mit Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, und Polyaminen darstellen, Polyamidoamine wie insbesondere Umsetzungsprodukte aus einer Dimerfettsäure mit einem stöchiometrischen Überschuss eines Polyamins wie insbesondere DETA, TETA oder TEPA.
Bevorzugt enthält der Härter eine Kombination aus zwei oder mehr solcher Polyamine.
Bevorzugte Polyamine sind MPMD, TMD, 1 ,2-Diaminocyclohexan, 1 ,3-Bis(amino- methyl)cyclohexan, 1 ,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, Bis(4-aminocyclohexyl)- methan, IPDA, 2(4)-Methyl-1 ,3-diaminocyclohexan, MXDA, DETA, TETA, TEPA, N3-Amin, N4-Amin, DPTA, Polyoxypropylendi- oder -triamine mit einem mittlerem Molekulargewicht Mn im Bereich von 200 bis 500 g/mol oder Polyamidoamine, sowie insbesondere Kombinationen dieser Amine. Bevorzugt enthält eine Epoxidharz-basierte härtbare Zusammensetzung weitere Inhaltsstoffe, insbesondere Verdünner wie Benzylalkohol oder Katalysatoren wie Calciumnitrat, Sulfonsäuren oder Phenolgruppen-haltige Amine wie insbesondere 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, oder weitere in Epoxidharz-Zusammensetzungen üblicherweise eingesetzte Substanzen.
Bevorzugt sind weder das Epoxidharz noch der Härter wasserbasiert. Eine solche härtbare Zusammensetzung enthält bevorzugt nur einen geringen Gehalt an Wasser, bevorzugt weniger als 5 Gewichts-%, insbesondere weniger als 1 Gewichts- %, Wasser bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Eine solche Zusammensetzung ist nach der Aushärtung besonders beständig.
Bevorzugt werden die Komponenten einer solchen Epoxidharz-basierten Zusammensetzung in einem solchen Verhältnis vermischt, dass das molare Verhältnis der Aminwasserstoffe zu den Epoxidgruppen im Bereich von 0.5 bis 1.5, insbesondere 0.7 bis 1.2, liegt. Eine solche Zusammensetzung härtet schnell und störungsfrei aus.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das organische Bindemittel der härtbaren Zusammensetzung mindestens ein Polyiso- cyanat und mindestens einen Vernetzer für Polyisocyanate. Eine solche Zusammensetzung härtet besonders schnell aus, was ein besonders effizientes Verfahren ermöglicht.
Bevorzugt umfasst eine solche härtbare Zusammensetzung
- eine erste Komponente enthaltend einen Vernetzer für Polyisocyanate enthaltend mindestens ein Polyol mit einem mittleren Molekulargewicht von 250 bis 2'000 g/mol und einer mittleren OH-Funktionalität von 1 .7 bis 6,
- und eine zweite Komponente enthaltend mindestens ein Polyisocyanat, und der mineralische Füllstoff ist als Bestandteil der ersten und/oder der zweiten Komponente und/oder als weitere Komponente vorhanden.
Bevorzugt sind bei Raumtemperatur flüssige Polyole. Bevorzugt sind handelsübliche Polyole, wie sie üblicherweise für Polyurethanzusammensetzungen eingesetzt werden, insbesondere Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole, Polyacrylatpolyole, Polyole abgeleitet von natürlichen Fetten oder Ölen, wie insbesondere Rizinusöl oder Umsetzungsprodukte von Rizinusöl mit Ketonharzen, Polykohlenwasserstoffpolyole wie Polybutadienpolyole, sowie Kombinationen solcher Polyole.
Bevorzugt sind Polyole mit einem mittleren Molekulargewicht von 250 bis 1 '000 g/mol.
Bevorzugt sind Polyole mit einer mittleren OH-Funktionalität von 1 .8 bis 4.
Bevorzugt enthält die erste Komponente mindestens einen weiteren Vernetzer, wie insbesondere 1 ,2-Ethandiol, 1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-propandiol, 1 ,4-Butan- diol, 1 ,5-Pentandiol, Neopentylglykol, 1 ,6-Hexandiol, 3-Methyl-1 ,5-pentandiol, 1 ,7- Heptandiol, 1 ,8-Octandiol, 1 ,3-Cyclohexandimethanol, 1 ,4-Cyclohexandimethanol, Diethylenglykol oder Triethylenglykol, oder weitere zwei- oder mehrfunktionelle Alkohole wie insbesondere ethoxyliertes Bisphenol-A, propoxyliertes Bisphenol-A, Cyclohexandiol, hydriertes Bisphenol-A, Dimerfettsäurealkohole, 1 ,1 ,1-Trimethy- lolethan, 1 ,1 ,1-Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythritol, Zuckeralkohole wie insbesondere Xylit, Sorbit oder Mannit oder Zucker wie insbesondere Saccharose oder alkoxylierte Derivate der genannten Alkohole oder Mischungen der genannten Alkohole.
Weiterhin kann die erste Komponente weitere Vernetzer enthalten, wie insbesondere Amingruppen-haltige Verbindungen oder zwei- oder mehrfunktionelle Ald- imine oder Ketimine.
Als Polyisocyanat geeignet sind insbesondere Diisocyanate, Oligomere oder Polymere oder Derivate von Diiisocyanaten, Isocyanatgruppen-haltige Umsetzungsprodukte von Diisocyanaten mit Polyolen oder Kombinationen davon.
Geeignete Diisocyanate sind insbesondere Toluoldiisocyanat (TDI), Diphenyl- methandiisocyanat (MDI), Gemische aus MDI und MDI-Homologen (polymeres MDI oder PMDI), 1 ,6-Hexandiisocyanat (HDI), 2,2(4),4-Trimethyl-1 ,6-hexan- diisocyanat (TMDI), 1-Methyl-2,4(6)-diisocyanatocyclohexan (HeTDI), Isopho- rondiisocyanat (IPDI) oder Perhydrodiphenylmethandiisocyanat (H12MDI).
Bevorzugt ist das Polyisocyanat eine bei Raumtemperatur flüssige Form von MDI, insbesondere ein polymeres MDI, ein partiell carbodiimidisiertes MDI oder eine Qualität von MDI mit hohem Gehalt an 2,4'-MDI. Diese Polyisocyanate sind einfach verarbeitbar und/oder ermöglichen besonders hohe Festigkeiten.
Bevorzugt enthält eine Polyisocyanat-basierte härtbare Zusammensetzung weitere Inhaltsstoffe, insbesondere Lösemittel oder Verdünner, Katalysatoren für die Vernetzungsreaktion, Trocknungsmittel wie Molekularsiebe, Haftvermittler wie insbesondere Silane oder Titanate, oder weitere in Polyurethanzusammensetzungen üblicherweise eingesetzte Substanzen.
Eine Polyisocyanat-basierte härtbare Zusammensetzung kann eine geringe Menge Wasser enthalten, insbesondere von 0.005 bis 0.1 Gewichts-% Wasser bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Dadurch kann ein gewisses Aufschäumen der Zusammensetzung bei der Aushärtung erreicht werden, was die Eigenschaften des Schichtkörpers positiv beeinflussen kann. Das Wasser kann als Bestandteil der ersten Komponente vorhanden sein oder in anderer Form beim Vermischen der Komponenten zugegeben werden.
Bevorzugt werden die Komponenten einer solchen Polyisocyanat-basierten Zusammensetzung in einem solchen Verhältnis vermischt, dass das molare Verhältnis der Hydroxylgruppen und gegebenenfalls vorhandener weiterer mit Isocyanaten reaktiven Gruppen zu den Isocyanatgruppen im Bereich von 0.7 bis 1.1 , bevorzugt 0.8 bis 1 .0, liegt. Eine solche Zusammensetzung härtet schnell und störungsfrei aus.
Die härtbare Zusammensetzung enthält in allen Ausführungsformen mindestens 80 Gewichts-% mineralische Füllstoffe. Diese können als eigene Komponente vorliegen und vor oder während der Applikation mit der restlichen Zusammensetzung gemischt werden, und/oder sie können mit weiteren Bestandteilen der Zusammensetzung vorkonfektioniert vorliegen.
Im Fall der vorgängig beschriebenen Epoxidharz-basierten oder Polyisocyanat- basierten Zusammensetzungen umfassend eine erste und eine zweite Komponente sind die mineralischen Füllstoffe als Bestandteil der ersten und/oder der zweiten Komponente und/oder weitere Komponente vorhanden.
Bevorzugt ist zumindest ein Teil der mineralischen Füllstoffe als eigene, dritte Komponente und gegebenenfalls auch als weitere, vierte Komponente vorhanden.
Bevorzugt enthält die härtbare Zusammensetzung mindestens 85 Gewichts-% mineralische Füllstoffe bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Dies ermöglicht, dass bei der Aushärtung besonders wenig Wärme freigesetzt wird, sowie einen besonders geringen Schwund bei der Aushärtung, was ein Verziehen des Schichtkörpers verhindert.
Als mineralischer Füllstoff geeignet ist insbesondere Quarzmehl, Quarzsand, Kalksteinsand, Flusssand, Gesteinskörnung, Schlacke, Calciumcarbonat, Kreide, Schwerspat (Baryt), Dolomit, Wollastonit, Talkum, Titandioxid, Eisenoxide, kalzinierte Kiesel, Tonmineralien, Bimsstein, Perlit, Kalkstein, Kalksteinmehl, Silicastaub, Aluminiumoxid, Zement, Flugasche, Metakaolin, Silicafume, Calciumsulfat oder eine Kombination davon. Die Formen und Grössen können von feinem Mehl über Sandpartikel oder Kies bis zu grossen groben Steinen variieren.
Für den Fall, dass die härtbare Zusammensetzung hydraulische Bindemittel wie Zement enthält, sind diese als Füllstoffe vorhanden und die Zusammensetzung härtet auch ohne diese aus.
Bevorzugt ist die härtbare Zusammensetzung frei von Zement.
Bevorzugt als mineralischer Füllstoff ist Quarz und/oder Schlacke.
Bevorzugt enthält die härtbare Zusammensetzung mindestens 50 Gewichts-% mineralische Füllstoffe ausgewählt aus Quarz und Schlacke bezogen auf die gesamte Zusammensetzung. Eine solche Zusammensetzung ist gut verarbeitbar und ermöglicht besonders hohe Festigkeiten.
Die härtbare Zusammensetzung kann weitere Inhaltsstoffe enthalten, insbesondere
- Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Metallfasern, Keramikfasern oder Kunststofffasern wie Polyamidfasern oder Polyethylenfasern,
- Rheologie-Modifizierer, insbesondere Verdicker,
- oberflächenaktive Additive, insbesondere Entschäumer, Entlüfter, Netzmittel, Dispergiermittel oder Verlaufsmittel, oder
- Stabilisatoren gegen Oxidation, Wärme, Licht oder UV-Strahlung oder Biozide.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Teil der mineralischen Füllstoffe mit mindestens einem Dispergiermittel, insbesondere einem Polycarboxylatether, beschichtet. Dies ermöglicht eine besonders gute Fliessfähigkeit der härtbaren Zusammensetzung auch bei hohem Gehalt an mineralischen Füllstoffen, und somit auch eine besonders geringe Exothermie bei der Aushärtung und eine besonders hohe Festigkeit der ausgehärteten Zusammensetzung.
Bevorzugt sind Polycarboxylatether in Form von Kammpolymeren, welche Carbonsäuregruppen und/oder Salze davon und Poly(oxyalkylen)-Seitenketten enthalten. Solche Polycarboxylatether sind als Verflüssiger für beispielsweise Mörtel bekannt und sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter dem Markennamen Viscocrete® (von Sika).
Zum Beschichten der mineralischen Füllstoffe kann das Dispergiermittel aufgesprüht werden, oder es kann, gegebenenfalls in verdünnter Form, mit den mineralischen Füllstoffen vermischt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Schichtkörper, erhalten aus dem erfindungsgemässen Verfahren. Der Schichtkörper umfasst eine Holzschicht und eine Schicht bestehend aus der beschriebenen ausgehärteten Zusammensetzung. Insbesondere besteht der Schichtkörper aus a) der Holzschicht und b) der Schicht aus der ausgehärteten Zusammensetzung.
Bevorzugt weist der Schichtkörper die Form eines Quaders auf.
In Figur 1 ist ein Schichtkörper wie eben beschrieben beispielhaft dargestellt. Dieser umfasst eine Holzschicht (H) und eine Schicht aus der beschriebenen Zusammensetzung (Z).
Bevorzugt bildet die Unterseite des Quaders die Holzseite und die Oberseite des Quaders die ausgehärtete Zusammensetzung. Bevorzugt ist die Dicke der Holzschicht gleich gross oder grösser als die Dicke der Zusammensetzung. In Figur 1 beispielhaft dargestellt ist die Dicke (DH) der Holzschicht (H) und die Dicke (Dz) der Zusammensetzung (Z).
Bevorzugt sind die Dimensionen des Schichtkörpers derart, dass die Holzschicht die Schicht der applizierten Zusammensetzung zu tragen vermag, ohne unter deren Gewicht in nennenswertem Ausmass verbogen zu werden, wenn keine Stützung, Verstärkung oder Armierung erfolgt.
Bevorzugt weist der Schichtkörper eine Traglast von mindestens 100 kN, bevorzugt mindestens 120 kN, auf, bestimmt an einem Schichtkörper der Dimension 5200 x 320 x 180 mm aus Holz und der ausgehärteten Zusammensetzung, wobei die Holzschicht die Dimension 5200 x 320 x 120 mm und die ausgehärtete Zusammensetzung die Dimension 5200 x 320 x 60 mm aufweisen, mittels 4-Punkt-Bie- gung mit zwei Druckzylindern bei einer Prüfspannweite von 5000 mm, Abstand der Druckzylinder von der Auflage jeweils 1680 mm und Abstand zwischen den Druckzylindern 1640 mm.
Bevorzugt liegt die maximale Verformung dabei im Bereich von 70 bis 250 mm, insbesondere 100 bis 200 mm.
Bevorzugt liegt die Steifigkeit des Verbundquerschnitts dabei bei mindestens 109 N/mm2, insbesondere 1011 N/mm2. Der Schichtkörper ist stabil und beständig. Er kann insbesondere frei im Raum transportiert werden, ohne sich dauerhaft zu verbiegen. Er kann gestapelt werden und mit Hitze, Feuchtigkeit oder UV-Licht in Kontakt kommen, ohne dabei nennenswerte Einbussen der Festigkeit zu erleiden.
Der Schichtkörper kann auch als Brett, Balken, Latte oder Sandwichelement bezeichnet werden.
Der Schichtkörper unterscheidet sich dabei von einem verklebten Artikel. Im erfindungsgemässen Schichtkörper ist die ausgehärtete Zusammensetzung nur auf einer Seite flächig in Kontakt mit der Holzschicht. Bei einem mit einer ausgehärteten Zusammensetzung verklebten Artikel hingegen ist die Zusammensetzung zwischen mindestens zwei Substraten angeordnet, mit welchen die Zusammensetzung in Kontakt steht und welche mittels der Zusammensetzung verklebt sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des Schichtkörpers als Bauteil im Hochbau, insbesondere als Deckenelement. Als Deckenelement wird der Schichtkörper insbesondere so eingebaut, dass die Holzseite vom Raum her gesehen die sichtbare Decke bildet und die Seite der ausgehärteten Zusammensetzung gegen das Dach oder ein darüberliegendes Stockwerk gerichtet ist.
Der Schichtkörper aus dem erfindungsgemässen Verfahren ermöglicht den Einbau von statisch tragenden Holzdecken, welche besonders trittschalldämmen, wärmedämmend und stabil sind, keine hydraulischen Bindemittel und nur wenig Zuschlagstoffe benötigen und somit besonders nachhaltig sind.
Beispiele
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele aufgeführt, welche die beschriebene Erfindung näher erläutern sollen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Als „Normklima“ (NK) wird eine Temperatur von 23±1 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 50±5% bezeichnet. Die verwendeten Holzkörper aus Buchenholz stellten Buchen-Stabschichtholz dar und stammten von der Firma Fagus Suisse SA. verwendete härtbare Zusammensetzungen:
Zusammensetzung Z1 (auf Epoxidharz-Basis):
Sikadur® 42 LE Plus Komponente A (von Sika), reaktivverdünntes Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A/F-Diglycidylether.
Sikadur® 42 LE Plus Komponente B (von Sika), Härter für Epoxidharze enthaltend Isophorondiamin, Polyetheramin, Triethylentetramin und Benzylalkohol.
Sikadur® 42 LE Plus Komponente C (von Sika), Gemisch von mineralischen Füllstoffen enthaltend ca. 75 Gewichts-% Quarz.
Für die Applikation wurden die flüssigen Komponenten A und B und die Pulverkomponente C im Gewichtsverhältnis A:B:C = 3:1 :32 vermischt und innerhalb von 60 min verarbeitet.
Zusammensetzung Z2 (auf Epoxidharz-Basis):
Sikadur® 42 LE Plus Komponente A (von Sika), reaktivverdünntes Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A/F-Diglycidylether.
Sikadur® 42 LE Plus Komponente B (von Sika), Härter für Epoxidharze enthaltend Isophorondiamin, Polyetheramin, Triethylentetramin und Benzylalkohol.
Sikadur® 42 LE Plus Komponente C (von Sika), Gemisch von mineralischen Füllstoffen enthaltend ca. 75 Gewichts-% Quarz.
Quarzsand 2.0 bis 3.2 mm, abgekürzt als "QS".
Für die Applikation wurden die flüssigen Komponenten A und B, die Pulverkomponente C und der Quarzsand QS im Gewichtsverhältnis A:B:C:QS = 3:1 :22:11 vermischt und innerhalb von 60 min verarbeitet.
Zusammensetzung Z3 (auf Polyisocyanat-Basis):
SikaBiresin® F50 Komponente A (von Sika), Polyolgemisch mit ca. 25 Gewichts-% Aluminniumhydroxid und ca. 5 Gewichts-% Molekularsieb.
SikaBiresin® F50 Komponente B (von Sika), flüssiges MDI. Sikadur® 514 Plus Komponente C (von Sika), Gemisch von mineralischen Füllstoffen enthaltend ca. 70 Gewichts-% Quarz und ca. 15 Gewichts-% Portlandzement.
Für die Applikation wurden die flüssigen Komponenten A und B und die Pulverkomponente C im Gewichtsverhältnis A:B:C = 2:1 :20 vermischt und innerhalb von 30 min verarbeitet.
Zusammensetzung Z4 (auf Polyisocyanat-Basis):
SikaBiresin® F50 Komponente A (von Sika), Polyolgemisch mit ca. 25 Gewichts-% Aluminniumhydroxid und ca. 5 Gewichts-% Molekularsieb.
SikaBiresin® F50 Komponente B (von Sika), flüssiges MDI.
Sikadur® 514 Plus Komponente C (von Sika), Gemisch von mineralischen Füllstoffen enthaltend ca. 70 Gewichts-% Quarz und ca. 15 Gewichts-% Portlandzement.
Quarzsand 2.0 bis 3.2 mm, abgekürzt als "QS".
Für die Applikation wurden die flüssigen Komponenten A und B, die Pulverkomponente C und der Quarzsand QS im Gewichtsverhältnis A:B:C:QS = 2:1 :14:7 vermischt und innerhalb von 30 min verarbeitet.
Herstellung von Schichtkörpern:
Beispiel 1 :
Im Normklima wurden mehrere Schichtkörper hergestellt, indem jeweils ein Holzkörper aus Buchenholz von 40 x 50 x 30 mm auf einer waagrechten Unterlage so positioniert wurde, dass eine Fläche von 40 x 50 mm nach oben zu liegen kam und die Dicke 30 mm betrug. Die Oberfläche wurde mittels eines Pinsels entstaubt.
Der so bereitgestellte Holzkörper wurde anschliessend in eine Schalungsform eingespannt, die die Aussenseiten des Holzkörpers lückenlos umgab und die Oberfläche des Holzkörpers um 30 mm überragte, so dass eine Giessform für die härtbare Zusammensetzung von 30 mm Tiefe entstand.
Anschliessend wurde die frisch vermischte Zusammensetzung Z1 in einer Schichtdicke von 30 mm in die Giessform gegeben, so dass diese ganz gefüllt war, und die Oberfläche mittels Maurerkelle geglättet. Nach 12 h im Normklima wurde die Schalungsform entfernt. Man erhielt einen Schichtkörper von 40 x 50 x 60 mm.
Mehrere solche Schichtkörper wurden nach einer Lagerung über 28 d im Normklima einer Druckscherfestigkeitsprüfung unterzogen. Die Druckscherfestigkeit wurde in Anlehnung an DIN EN 392 an der verklebten Scherfläche von 50 x 40 mm mit einer Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/s bestimmt.
Weitere solche Schichtkörper wurden über 28 d im Normklima und anschliessend während 24 h bei Raumtemperatur in Wasser gelagert und im nassen Zustand ebenfalls der Druckscherfestigkeitsprüfung unterzogen.
Das Beispiel 1 zeigte nach 28 d Lagerung im Normklima eine Druckscherfestigkeit von 18 MPa (Mittelwert von 5 Schichtkörpern), wobei der Bruch mehrheitlich in der Holzschicht erfolgte.
Nach der Lagerung während 24 h im Wasser war die Holzschicht jeweils deutlich aufgequollen (Volumenzunahme ca. 30 %), die Schichtkörper aber ansonsten unversehrt. Die Druckscherfestigkeit der nassen Schichtkörper betrug 7 MPa (Mittelwert von 5 Schichtkörpern), wobei der Bruch jeweils an der Grenzschicht zwischen der Zusammensetzung Z1 und dem Holz erfolgte.
Beispiele 2 und 3:
Im Normklima wurden mehrere Schichtkörper hergestellt, indem jeweils ein Holzkörper aus Buchenholz von 1020 x 60 x 30 mm auf einer waagrechten Unterlage so positioniert wurde, dass eine Fläche von 1020 x 60 mm nach oben zu liegen kam und die Dicke 30 mm betrug.
Für das Beispiel 2 wurde die Holzoberfläche mittels eines Pinsels entstaubt und anschliessend die frisch vermischte Zusammensetzung Z1 in einer Schichtdicke von 30 mm in die Giessform gegeben, so dass diese ganz gefüllt war, und die Oberfläche mittels Maurerkelle geglättet.
Für das Beispiel 3 wurde die Holzoberfläche mit Sika® Primer MR Fast (wasserbasierter Zweikomponenten-Epoxyprimer, von Sika) vorbehandelt. Nach einer Ablüftzeit von 24 h wurde die frisch vermischte Zusammensetzung Z3 in einer Schichtdicke von 30 mm in die Giessform gegeben, so dass diese ganz gefüllt war, und die Oberfläche mittels Maurerkelle geglättet.
Nach 12 h im Normklima wurde die Schalungsform entfernt. Man erhielt einen Schichtkörper von 1020 x 60 x 60 mm aus Buchenholz und der ausgehärteten Zusammensetzung.
Mehrere solche Schichtkörper wurden nach einer Lagerung von 28 d im Normklima einer 3-Punkt-Biegung gemäss DIN 512186 mit einer Stützweite von 900 mm, einer Vorlast von 5 N und einer Prüfgeschwindigkeit von 5 mm/min unterzogen, wobei die Biegefestigkeit und die maximale Verformung bestimmt wurden. Zur Bestimmung des E-Moduls wurden weitere solche Schichtkörper einer gleichen Prüfung unterzogen, wobei die Prüfgeschwindigkeit 2 mm/min und der Lastbereich 100 bis 3200 N betrug.
Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Als Vergleich (Referenz) wurde ein nicht beschichteter Holzkörper aus Buchenholz der Dimension 1020 x 60 x 60 mm den gleichen Prüfungen unterzogen und die Resultate ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Figure imgf000026_0001
Table 1 : Resultate der 3-Punkt-Biegung der Beispiele 2, 3 und Referenz
Beispiel 4 und 5:
Im Normklima wurden Schichtkörper hergestellt, indem ein Stabschichtholzbalken der Dimension 5200 x 320 x 120 mm aus verleimten Buchenkanthölzern (ca. 2000 x 40 x 40 mm) auf einer waagrechten Unterlage so positioniert wurde, dass eine Fläche von 5200 x 320 mm nach oben zu liegen kam und die Dicke 120 mm betrug. Um den Holzbalken herum wurde eine Schalungsform montiert, so dass auf der Oberfläche eine Giessform von 60 mm Tiefe entstand.
Für das Beispiel 4 wurde die Holzoberfläche mittels eines Pinsels entstaubt und anschliessend die frisch vermischte Zusammensetzung Z2 in einer Schichtdicke von 60 mm in die Giessform gegeben, so dass diese ganz gefüllt war, und die Oberfläche mittels Maurerkelle geglättet.
Für das Beispiel 5 wurde die Holzoberfläche mit Sika® Primer MR Fast (wasserbasierter Zweikomponenten-Epoxyprimer, von Sika) vorbehandelt. Nach einer Ablüftzeit von 24 h wurde die frisch vermischte Zusammensetzung Z4 in einer Schichtdicke von 60 mm in die Giessform gegeben, so dass diese ganz gefüllt war, und die Oberfläche mittels Maurerkelle geglättet.
Nach 12 h im Normklima wurde die Schalungsform entfernt. Man erhielt einen Schichtkörper von 5200 x 320 x 180 mm aus Buchenholz und der ausgehärteten Zusammensetzung, ohne Verwerfungen in Länge, Breite oder Höhe. Insbesondere zeigte der Schichtkörper keine Schwindrisse und kein Verziehen durch Schwinden in der härtbaren Zusammensetzung, auch "Schüsselung" genannt, oder ein Abreissen der Zusammensetzung von der Holzfläche nach dem Aushärten.
Mehrere solche Schichtkörper wurden nach einer Lagerung von 28 d im Normklima einer 4-Punkt-Biegung mit zwei Druckzylindern bei einer Prüfspannweite von 5000 mm unterzogen, wobei der Abstand der Druckzylinder von der Auflage jeweils 1680 mm betrug und der Abstand zwischen den Druckzylindern somit 1640 mm betrug. Aus der gemessenen Kraft-Verformungs-Beziehung in der Trägermitte wurden die Biegesteifigkeit des Verbundquerschnitts (Steifigkeit), die Traglast und die maximale Verformung beim Bruch bestimmt (Mittelwert von 2 Schichtkörpern). Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben.
Figure imgf000028_0001
Table 2: Resultate der 4-Punkt-Biegung der Beispiele 4 und 5

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zur Herstellung eines Schichtkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Holzkörper bereitgelegt wird,
- eine härtbare Zusammensetzung im flüssigen Zustand auf diesen aufgetragen wird
- und die Zusammensetzung aushärtet, wobei die Zusammensetzung mindestens ein organisches Bindemittel und mindestens 80 Gewichts-% mineralische Füllstoffe bezogen auf die gesamte Zusammensetzung enthält.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Zusammensetzung mindestens zwei getrennt verpackte Komponenten umfasst, die vor oder während dem Aufbringen der flüssigen Zusammensetzung vermischt werden.
3. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Zusammensetzung frei von Zement ist.
4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzkörper aus verleimtem und/oder verzahntem Schichtholz oder Stabschichtholz besteht.
5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzkörper eine Dicke im Bereich von 10 bis 300 mm, bevorzugt 20 bis 200 mm, aufweist.
6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzkörper beim Aufbringen der flüssigen härtbaren Zusammensetzung an den Aussenseiten mit Schalungselementen versehen ist, so dass die Zusammensetzung nach dem Aufträgen auf dem Holzkörper verbleibt und nicht abfliessen kann.
7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Zusammensetzung in einer Schichtdicke im Bereich von 10 bis 300 mm, bevorzugt 20 bis 200 mm, insbesondere 30 bis 100 mm, appliziert wird.
8. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten der Zusammensetzung bei Umgebungstemperatur erfolgt, gegebenenfalls unter Einwirkung von Feuchtigkeit.
9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Bindemittel der härtbaren Zusammensetzung ausgewählt ist aus a) Epoxidharzen und Härtern für Epoxidharze und b) Polyiso- cyanaten und Vernetzern für Polyisocyanate.
10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Zusammensetzung
- eine erste Komponente enthaltend mindestens ein Epoxidharz, insbesondere ausgewählt aus Bisphenol A-Diglycidylethern, Bisphenol F- Diglycidylethern und Phenol-Novolak-Glycidylethern mit einer mittleren Funktionalität von 2.3 bis 3,
- und eine zweite Komponente enthaltend den Härter für Epoxidharze enthaltend mindestens ein Polyamin mit aliphatisch gebundenen Aminogruppen und mindestens 3 Aminwasserstoffen umfasst, und der mineralische Füllstoff als Bestandteil der ersten und/oder der zweiten Komponente und/oder als weitere Komponente vorhanden ist.
11 . Verfahren gemäss einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Zusammensetzung
- eine erste Komponente enthaltend einen Vernetzer für Polyisocyanate enthaltend mindestens ein Polyol mit einem mittleren Molekulargewicht von 250 bis 2'000 g/mol und einer mittleren OH-Funktionalität von 1 .7 bis 6,
- und eine zweite Komponente enthaltend mindestens ein Polyisocyanat umfasst, und der mineralische Füllstoff als Bestandteil der ersten und/oder der zweiten Komponente und/oder als weitere Komponente vorhanden ist. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Zusammensetzung mindestens 50 Gewichts-% mineralische Füllstoffe ausgewählt aus Quarz und Schlacke bezogen auf die gesamte Zusammensetzung enthält. Schichtkörper erhalten aus dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12. Schichtkörper gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Traglast von mindestens 100 kN aufweist, bestimmt an einem Schichtkörper der Dimension 5200 x 320 x 180 mm aus Holz und der ausgehärteten Zusammensetzung, wobei die Holzschicht die Dimension 5200 x 320 x 120 mm und die ausgehärtete Zusammensetzung die Dimension 5200 x 320 x 60 mm aufweisen, mittels 4-Punkt-Biegung mit zwei Druckzylindern bei einer Prüfspannweite von 5000 mm, Abstand der Druckzylinder von der Auflage jeweils 1680 mm und Abstand zwischen den Druckzylindern 1640 mm. Verwendung des Schichtkörpers gemäss einem der Ansprüche 13 oder 14 als Bauteil im Hochbau, insbesondere als Deckenelement.
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