[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bauplatte im Schichtenaufbau mit guten elastomechanischen
und brandschutztechnischen Eigenschaften, vorzugsweise zur Verwendung als Doppel-
oder Mehrfachboden bei der Ausstattung von Computerräumen, und ein Verfahren zu ihrer
Herstellung.
[0002] Dem in der Bauwirtschaft vorhandenen Trend zum Leichtbau folgt eine bessere technische
und ökonomische Ausnutzung von Werkstoffen besonders in der Verbundbauweise. Ihr
Vorteil liegt vor allem darin, daß verschiedene, sonst nicht miteinander gekoppelte
Stoffeigenschaften in einem Bauelement vereinigt werden können. Durch entsprechende
Auswahl der einzelnen Bestandteile lassen sich für bestimmte Verwendungsgebiete, die
jeweils günstigsten Eigenschaften besonders herausbilden. Wird beispielsweise die
Tragkraft und der Feuerwiderstand in Betracht gezogen, so kann durch eine Kombination
von an sich bekannten Purgipsplatten mit Glasfasern in Mattenform eine kombinierte
günstige Werkstoffeigenschaft erreicht werden. Eine derartige Kombination erfolgt
in einem bereits bekannten Verfahren dadurch, daß im Naßverfahren Glasfasern als Matten
oder Gewebe in Mengen bis zu 10 Massen-% in Purgipsplatten gleichmäßig verteilt eingelegt
sind, wobei die schlechten elastomechanischen Eigenschaften der Purgipsplatte durch
die Kombination mit dem Glasfasern verbessert werden.
[0003] Die technische Entwicklung ging darüber hinaus weiter zu mehrschichtigen Platten,
bei denen jede Schicht eine Teilaufgabe der von der Platte zu erfüllenden Gesamtfunktion
übernimmt. Technologisch ergeben sich drei voneinander abgegrenzte Wege zur Herstellung
derartige Platten:
- Kombinationen, bei denen die Schichten durch Kleber miteinander verbunden werden;
- Kombinationen, bei denen die Schichten durch konstruktive Verbindungsglieder zusammengehalten
werden;
- Kombinationen, bei denen die Schichten durch baustoffeigene Adhäsionskräfte zusammenhaften.
[0004] Klebeverbindungen haben auf Grund der alterungsbedingten Versprödung und der Anforderung
an die Fugenpassung Nachteile, die sich vor allem bei tragenden Bauteilen auswirken
können. Bei dem zweiten Verfahren werden einzelne vorgefertigte Schichten nachträglich
miteinander verschraubt oder anderweitig verbunden. In der Praxis wird der mechanische
nachträgliche Verbund zur Zeit bevorzugt.
[0005] Aus der DD-PS 47099 ist bekannt, die im Verlaufe der Hydratation in glasfaserbewehrten
Gipsdeckschichten wirkenden Quellkräfte zur Verbindung mit anderen Werkstoffen heranzuziehen.
Das Prinzip beruht darauf, daß in schwalbenschwanzförmig abgewinkelte Metallpaß rahmen
flüssig bis plastisch eingebrachte Gipsdeckschichten aufgrund ihrer Quellung mit
diesen einen festen Verbund eingehen. Metall und glasfaserbewehrte Gipse wirken dann
statisch zusammen, wobei der Metallrahmen außerdem noch den Kantenschutz übernimmt.
Drückt man in den Bindemittelbrei der Deckschicht noch Stützkerne, wie Waben- oder
Gitterkonstruktionen, so tief ein, daß sie in der Berührungszone von Gips umflossen
werden können, erhält man auch zwischen diesen beiden eine Verbindung. Allgemein wird
also zur Herstellung der Mehrschichtenplatte eine Stützmittellage in eine Bindemittelsuspension,
die sich im fließfähigen Zustand befindet, soweit eingedrückt, daß im ausgehärteten
Zustand eine Haftfestigkeit zwischen beiden Schichten entsteht. Gemäß diesem Verfahren
ist auch bekannt, eine Gipsmilch-Glasfaserschicht auf ein Formungsblech aufzugeben
und anschließend eine Spanplatte in die noch fließfähige Gips-Glasfaserschicht einzudrücken.
Zur Verbesserung der Haftung zwischen der Gips- und Spanplattenschicht wird die Spanplattenoberfläche
mit grobem Sandpapier aufgerauht oder mit Rillen versehen, um die Haftung zwischen
der Gipsdeckenschicht und der Spanplattenhauptschicht zu verbessern.
[0006] Trotz dieser Verbesserungsmaßnahme ist die Verbundwirkung zwischen Gipsschicht und
Spanplattenschicht nur unzureichend, so daß die Mehrschichtenplatte dazu neigt, an
der Grenzfläcche zwischen der Spanplatte und der Gipsschicht ihre Haftung zu verlieren.
Insbesondere bei einer denkbaren Verwendung einer Gips-Glasfaserschicht als Zwischenschicht
zwischen zwei Spanplatten besteht die Gefahr, daß die Spanplattenschichten aufgrund
der niedrigen Hafteigenschaft der Gipsschicht bei einer starken elastomechanischen
Beanspruchung nicht mehr aneinanderhaften.
[0007] Es besteht daher die Aufgabe, die gattungsgemäße Mehrschichtenplatte derart weiterzuentwickeln,
daß ein sicherer Verbund zwischen den einzelnen Schichten vorliegt und somit eine
Bauplatte verbesserter kombinierter Werkstoffeigenschaften, insbesondere verbesserter
elastomechanischer Eigenschaften zur Verfügung gestellt wird.
[0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs
1.
[0009] Die erfindungsgemäße Bauplatte weist entweder eine Randschicht oder eine Zwischenschicht
oder eine Kombination von Rand- und Zwischenschichten aus einem Bindemittel auf, die
verhältnismäßig dünn verglichen zu einer oder mehreren Hauptschichten sind, die aus
einem Gemisch von Bindemittel und Zuschlag- bzw. Bewehrungs-stoffen zusammengesetzt
sind. In den Rand- und/oder Zwischenschichten sind Bewehrungen eingebracht, die in
einer bevorzugten Ausführungsform in einem randnahen Bereich und in einer anderen
bevorzugten Ausführungsform unmittelbar im Randbereich der Bindemittelrandschicht
angeordnet sind. Der grundsätzliche Erfindungsgedanke besteht darin, daß zu einer
möglichst guten Verbindung zwischen den einzelnen Schichten der Bauplatte im Schichtenaufbau
die Bildung einer Grenzfläche zwischen den einzelnen Schichten unterdrückt wird, um
je eine homogene Übergangsschicht zwischen den einzelnen Rand-, Haupt- und Zwischenschichten
auszubilden.
[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Bewehrung aus einer Fasereinlage,
die wiederum aus gewebtem oder vliesförmigem Glasfasermaterial zusammengesetzt sein
kann.
[0011] Als Bindemittel der Rand-, Zwischen- und Hauptschicht kann ein herkömmliches anorganisches
Bindemittel, vorzugsweise Gips, oder auch ein Bindemittelgemisch dienen und als Zuschlag-
bzw. Bewehrungsstoff der Hauptschicht wird ein poröses anorganisches oder organisches
Material zugegeben, das zur Aufnahme, Speicherung und Abgabe des Anmachwassers, das
zum Abbinden des Bindemittels benötigt wird, geeignet ist, sowie zusätzlich bewehrend
wirken kann. Besonders geeignet hierzu sind wassergetränkte Teilchen bestehend aus
Holzspänen, Papierschnitzeln, Holz- oder Altpapierfasern, Holzfasergranulat, Rindenpartikel
oder ähnlichen organischen Materialien. Besonders gute Baustoffeigenschaften werden
mit einer Hauptschicht aus einem Holzspan-Bindemittel-Gemenge erreicht. Als Zuschlag-
bzw. Bewehrungstoffe sind aber auch weiterhin Gasbeton-, Blähton- oder Blähglimmerpartikel
vorzugsweise Vermikulite, Schaum- oder Gesteinsglas vorzugsweise Perlite, oder Kunstharz-Schaumflocken
möglich, die ebenfalls das zur Rehydratisierung und Formung erforderliche Anmachwasser
enthalten können. Weiterhin können als Kristallisationskeime wirkende Dihydratkörner
von etwa 1 bis 5 mm Korngröße zugegeben werden.
[0012] Zur Steigerung der Festigkeitseigenschaften wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
als Bindemittel der Rand-, Zwischen- und/oder Hauptschicht ein Bindemittelgemisch
aus sulfatischen, kalkspendenden und puzzolani schen Stoffen, wie es in der DE-OS-3
230 406 näher bezeichnet wird, eingesetzt. Dieses Bindemittelgemisch besteht aus 50
bis 90 Masse-% Calciumsulfat, 3 bis 25 Masse-% kalkspendenden Stoffen und 5 bis 35
Masse-% hochaktiven alumosilikatischen, aluminatreichen puzzolanischen Stoffen. Die
durch die Wahl des Bindemittels verbesserten Festigkeitseigenschaften sind insbesondere
darin begründet, daß die Puzzolankomponente wesentliche Anteile an aktiver Tonerde
aufweist, wie das bei Tuffen, vielen Braunkohleflugstäuben, einigen Hüttenschlacken
usw. der Fall ist. Neben dem Calciumsulfat-Dihydrat entsteht ein weiteres Reaktionsprodukt
unter Beteiligung von Calciumsulfat-Halbhydrat, nämlich Tricalciumaluminat-Trisulfathydrat
(Ettringit), das entscheidend zur Festigkeitssteigerung beiträgt. Der gesamte Erhärtungsablauf
des Bindemittelgemisches wird von dieser Reaktion bestimmt. Da der Ettringit sehr
viel Hydratwasser (30...32 Mol H₂O je Mol Ettringit) bindet, ist der Reaktionsverlauf
grundsätzlich mit einer Volumenzunahme verbunden. Diese Volumenzunahme korreliert
mit der Quantität des entstandenen Ettringits in Abhängigkeit von der Zeit. Die Bildung
des Ettringits kann aber bei den Erhärtungsprodukten anstatt zu einem Festigkeits-Anstieg
zu einem beträchtlichen Festigkeitsabfall bis zur Gefügezerstörung führen. Eine Festigkeitssteigerung
wird genau dann erreicht, wenn Bedingungen vorhanden waren, bei denen Ettringit nur
über die Lösungsphase entstehen kann. Das wird gemäß weiterer bevorzugter Ausgestaltung
der Lösung dadurch erreicht, daß die Bindemittelzusammensetzung dann als raumbeständig
erhärtend und somit geeignet angesehen wird, wenn nach einer Erhärtungszeit eines
prismatischen Prüfkörpers von 7 Tagen eine maximal zulässige Längenänderung von 0,5%
nicht überschritten wird. Bei Nichtbeachtung dieser technischen Regel ist mit einer
Festigkeitsabnahme in der Bauplatte zu rechnen. Die Ettringitbildung über die Lösungsphase
steht bei ständigem Gipsangebot sowohl mit Calciumhydroxidkonzentrationsentwicklung
als auch mit der Volumenzunahme in Beziehung. Um die Sicherheit zu vergrößern, daß
die Ettringitbildung auf die Lösungsphase beschränkt bleibt, kann der Anteil der Puzzolankomponente
gegenüber dem der Kalkkomponente erhöht werden.
[0013] Die erfindungsgemäße Lehre ist aber nicht nur auf die Verwendung sulfatischer Bindemittel
beschränkt, sondern gilt auch für andere anorganische Bindemittel, beispielsweise
Zement.
[0014] Das optimale Verhältnis kann durch das Volumenänderungsverhalten von Referenzproben
gemäß der zuvor ausgeführten bevorzugten Ausführungsform bestimmt werden.
[0015] In einem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bauplatte in Schichtenaufbau
wird das rieselfähige Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff-/ Bindemittelgemenge, wobei bereits
der größte Teil der pulvrigen Bindemittelpartikel an den feuchten Oberflächen der
größeren Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffpartikel haftet und dabei Wasser übernimmt,
auf eine Grundfläche gestreut, die Bewehrung auf diese Schicht aufgelegt und die pulverförmige
Bindemittelschicht aufgestäubt. Der Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff der Hauptschicht
enthält das zum Abbinden des gesamten vorhandenen Bindemittels benötigte Anmachwasser.
Anschließend wird durch Rütteln, Abstreichen, Walzen oder Aufbringen eines geringen
Flächendrucks dafür gesorgt, daß die Packungsdichte zwischen Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff-
und Bindemittelpartikeln so erhöht wird, daß über weitere Kontaktstellen zwischen
Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff und Bindemittel durch Kapillarleitung das zum Abbinden
des Bindemittels notwendige Anmachwasser aus dem Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff austritt,
an das umgebende Bindemittel abgegeben wird und eine zusammenhängende Gipsmatrix
entstehen läßt. Dabei reicht die Wassermenge aus, um auch das Bindemittel der angrenzenden
Rand- oder Zwischenschicht mit dem zur Erhärtung notwendigen Hydratwasser zu versorgen.
Durch die Erhöhung der Packungsdichte wird, unterstützt durch den Wassertransport,
der für das Erreichen der gewünschten Verbundeigenschaften wesentliche Grenzschichtbereich
zwischen den Rand- und/oder Zwischenschichten und der Hauptschicht ausgebildet.
[0016] Weitere vorteilhafte Verfahrensvarianten ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Allen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platte ist zueigen, daß sie
in einem Halbtrockenverfahren hergestellt werden.
[0017] Durch die Anwendung des hier dargestellten erfindungsgemäßen Halbtrockenverfahrens
zur Herstellung von Mehrschichtenplatten werden die hohen Aufwendungen für die Abdichtung
der Formgebungsanlagen, die bei der Anwendung von Naßtechnologien dadurch auftreten,
daß ein Teil des Überschußwassers während der Bauteilherstellung aus dem Stoffgemischs
austritt und die Maschinen verschmutzt, eingespart. Ein Teil des bei der Naßtechnologie
verwendeten Wassers stellt darüber hinaus ein mit vielen Gipsteilchen belastetes Abwasser
dar. Für die Trocknung der in Naßtechnologie hergestellten Mehrschichtenplatten ist
ferner von Bedeutung, daß eine relativ große in der Platte zurückbleibende freie Wassermenge
aus den Gipsbauteilen zu entfernen ist, und es sind somit wiederum hohe Kosten aufzuwenden,
da es sich hier meist um eine thermische Trocknung handelt. Das ausgetriebene Wasser
hinterläßt dann im Erhärtungsprodukt einen entsprechend großen Porenraum, wodurch
sich die Werkstoffdichte verringert und die mechanischen Werkstoffeigenschaften verschlechtern.
In der erfindungsgemäßen Mehrschichtenbauplatte wird bei der Anwendung der Halbtrockentechnologie
ausgenutzt, daß das Wasserrückhaltevermögen poröser Zuschlagstoff - z.B. Blähton,
Perlite, Papierschnitzel und Holzspäne - geringer ist als das Wasseranzugsvermögen
des kapillarporösen Bindemittels der Haupt-, Zwischen- und Randschichten. Aus der
erfindungsgemäßen Ausnützung dieses Phänomens ergibt sich, daß Branntgips durch die
Anwendung des Halbtrockenverfahrens bei einem gegenüber dem Naßverfahren um 50 bis
70 % verringerten Wasserüberschuß mit der für eine Hydratation ausreichenden Menge
an Wasser versorgt werden kann. Damit ist ein neues Prinzip gefunden, auf dem die
erfindungsgemäße Herstellung von Mehrschichtenplatten mit zumindest einer Hauptschicht
aus beispielsweise einem Holzspan- Gips-Gemenge beruht: Die nassen Holzspäne wirken
als Wasserdepots, denen das zugehörige Gipsbindemittel das zur Hydratation benötigte
Abbindewasser entzieht. Das nur erdfeuchte Span-Gips-Gemisch wird maschinell auf eine
Unterlage gestreut und verdichtet. Da die Biegefestigkeit einer gipsgebundenen Spanplatte
- abgesehen von der zusätzlichen Bewehrung - mit der Dichte korreliert, ist eine höhere
Verdichtung gleichbedeutend mit einer höheren Biegefestigkeit. In der erhärteten Platte
wirken die Späne außerdem als Bewehrung der Gipsmatrix und verbinden sich in einem
Grenzschichtbereich zwischen der Hauptschicht und den angrenzenden Rand- bzw. Zwischenschichten
mit dem Gips dieser Rand- bzw. Zwischenschichten besonders intensiv unterstützt durch
den Wasserübergang.
[0018] Die entsprechenden Verfahren können entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich
zur Herstellung der matten- bzw. der faserverstärkten Werkstoffe ausgeführt werden.
Geeignete Verfahren der Ablage der einzelnen Schichten der sogenannten Materialvliesbildung
können sowohl mechanische als auch pneumatische Verfahren sein.
[0019] Die Ausbildung der Übergangsschicht, die einen allmählichen kontinuierlichen Übergang
der Zusammensetzung der Hauptschicht zur Zusammensetzung der Rand- und/oder Zwischenschicht
darstellt, wobei dieser Übergang der Zusammensetzung nach als homogener Übergang zu
bezeichnen ist, führt zu einer Art Verzahnung des Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffes
der Hauptschicht mit dem Bindemittel der Rand- oder Zwischenschicht. Bereits beim
Aufstreuen von Schichten auf bereits abgelegte Schichten dringen an der Grenzfläche
Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffe in die Bindemittelschicht ein, was durch evt. folgende
Aufbringung von geringfügigem Flächendruck oder durch Rütteln unterstützt wird. Zusätzlich
kann ein Ausschwemmeffekt von Bewehrungsteilchen in den unteren Schichten der Hauptschicht
durch freigesetztes Wasser aus den oberen Schichtbereichen der Hauptschicht für die
Unterstützung der Ausbildung der Übergangsschicht sorgen.
[0020] Dadurch, daß mehrere der in den Unteransprüchen aufgeführte Verfahren miteinander
kombinierbar sind, können physikalische Kenngrößen, wie Biegefestigkeit, E-Modul,
Rohdichte und dergleichen je nach Anzahl und Schichtdicke der Rand-, Haupt- und Zwischenschichten
eingestellt werden.
[0021] Durch den erfindungsgemäßen Gegenstand werden in vorteilhafter Weise Verbesserungen
der Brandschutz- wie der elastomechanischen Eigenschaften von anorganisch gebundenen
Werkstoffen erreicht. Weiterhin können durch die Ausbildung der Randschicht Verbesserungen
der Oberflächengüte, wie zum Beispiel Minimierung der Oberflächenrauhigkeit und Minimierung
der Porosität erzielt werden, die beispielsweise zur Verbesserung der Spritzwasserbeständigkeit
der anorganisch gebundenen Baustoffplatte führen.
[0022] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
[0023] Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße zweischichtige Bauplatte,
wobei die Bewehrung in einer randnahen Lage liegt,
Figur 2 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße zweischichtige Bauplatte,
wobei die Bewehrung in unmittelbarer Randlage angeordnet ist,
Figur 3 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße dreischichtige Bauplatte,
bei der die Bewehrung in einer Zwischenschicht eingebracht ist,
Figur 4 eine siebenschichtige erfindungsgemäße Bauplatte und die
Figuren 5 bis 15 schematische Darstellungen unterschiedlicher Fasereinlagen, die
als Bewehrungen dienen.
[0024] Die in Figur 1 dargestellte zweischichtige erfindungsgemäße Platte 10 besteht aus
einer vergleichsweise mit der Gesamtdicke dünnen Randschicht 12 und einer Hauptschicht
14. Die Randschicht 12 wiederum setzt sich vorzugsweise aus Bindemittelpartikeln 16
in abgebundener Form zusammen, die in der vorliegenden Figur 1 nur vereinzelt dargestellt
sind. In die Bindemittelschicht ist eine oberflächenversiegelte Glasfasergrobmatte
20 als Bewehrung derart eingebettet, daß zwischen ihr und der Oberfläche noch eine
dünne Schicht, die nur aus Bindemittel besteht, vorhanden ist. Diese Lage wird als
randnahe Lage bezeichnet. An die Randschicht 12 schließt sich die Hauptschicht 14
an, die aus Bindemittelpartikeln 16 und zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffen 18, die
wiederum nur vereinzelt dargestellt sind, zusammengesetzt ist. Zwischen der Hauptschicht
14 und der Randschicht 12 ist eine Zwischenschicht 24 ausgebildet, die hinsichtlich
der Zusammensetzung eine homogene Übergangsschicht von dem Bindemittel-/Zuschlag-
bzw. Bewehrungsstoffgemisch zu der, abgesehen von der oberflächenversiegelten Glasfasermatte,
nur aus Bindemittel bestehenden Randschicht darstellt.
[0025] Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine zweischichtige erfindungsgemäße Bauplatte,
ähnlich dem in Figur 1 dargestellten Beispiel. Hier ist lediglich die bewehrende Faserschicht
in unmittelbarer Randlage vorgesehen, was beispielsweise bei der Dickenminimierung
der Randschicht notwendig ist.
[0026] In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind zwei Hauptschichten 14 aus dem
Bindemittel-/Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffgemenge und einer Zwischenschicht 22 aus
Bindemittel mit eingelegter Glasfasergrobmatte als Bewehrung 20 dargestellt.
[0027] Figur 4 zeigt eine Kombination der zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele, in dem
eine Mehrschichtenbauplatte in schematischen Schnitt dargestellt ist, die zwei Randschichten,
zwei Zwischenschichten und drei Hauptschichten aufweist. Bei sämtlichen Übergängen
zwischen den Rand-, Zwischen- und Hauptschichten bildet sich der homogene Übergangsbereich
24 aus.
[0028] Die Figuren 5 bis 15 zeigen Ausführungsformen der in die Rand- bzw. Zwischenschicht
eingebrachten Bewehrung. Dabei zeigen die Figur 5 ein verknotetes Chemiefasergewebe,
wobei die Maschen eine Seitenabmessung von ca. 40 mm aufweisen, Figur 6 eine verflochtene
oberflächenversiegelte Glasfasergrobmatte, bei der eine Seite 8 mm und die andere
9 mm lang sind, Figur 7 ein verknotetes Chemiefasergrobgewebe, bei dem eine Seitenlänge
ca. 20 mm lang ist, Figur 8 eine oberflächenversiegelte Glasfasergrobmatte, bei der
eine Seitenlänge ca. 10 und die andere 11 mm lang sind, Figur 9 eine ähnliche Glasfasergrobmatte,
mit einem vergleichsweise zu Figur 8 dickeren Faserdurchmesser, Figur 10 ein synthetisches
Fasergewebe, wobei eine Seitenlänge ca. 10 mm beträgt, Figur 11 ein synthetisches
Fasergewebe, bei dem eine Seitenlänge ca. 7 mm und die andere ca. 6 mm beträgt, Figur
12 ein ähnliches synthetisches Fasergewebe, mit einem dickeren Faserdurchmesser, verglichen
zu dem in Figur 11 dargestellten, Figur 13 eine Glasfasermatte mit den Seitenlängen
6 mm x 5 mm, Figur 14 eine Glasfasermatte mit einer Seitenlänge von ca. 2 mm und
schließlich Figur 15 ein Glasfaservlies mit regellos angeordneten Glasfasern. Neben
diesen beispielhaft aufgeführten Bewehrungsmaterialien sind allgemein auch andere
Glasfaserprodukte, synthetische Fasern, organische Fasern wie auch mineralische Faserstoffe
geeignet.
[0029] Anhand einiger Beispiele, in denen als Bindemittel Gips und als Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff
Holzspäne dienen, soll die erfindungsgemäße Bauplatte weiter erläutert werden:
[0030] In den folgenden beschriebenen Beispielen werden Gipsspanplatten als Mehrschichtenplatten
in einem Plattenformat von 660 mm x 560 mm x 38 mm hergestellt. Das Zuschlagstoff-/Bindemittelverhältnis
x beträgt x = 0,25, die Trockendichte des Gipsspanplattenkörpers erreicht einen Wert
von

₀ = 1200 kg/m³, und das Hydratwasser-/Bindemittelverhältnis beträgt w =0,16.
[0031] Von grundsätzlicher Bedeutung für die problemlose Ausführung dieses Halbtrockenverfahrens
ist es, ein homogen aufgelockertes Materialvlies aus Zuschlagstoff-/Bindemittelgemenge
bereitzustellen, das keine Aglomerate aufweisen darf und gut rieselfähig ist. Dies
wird dadurch erreicht, daß der Zuschlagstoff oder der Bewehrungsstoff zunächst mit
der ausreichenden Wassermengeversetzt bzw. getränkt wird und anschließend in einer
geeigneten Mischapparatur mit dem Bindemittel gemäß dem gewünschten Verhältnis gemischt
wird. Bei den vorliegenden Beispielen wurden zufriedenstellende Ergebnisse bei Anwendung
eines Lödige Chargenmischers mit Pflugschar und Messerkopf erhalten. Die nächstwichtige
Verfahrenskomponente ist die Streutechnik für das Aufrieseln des Zuschlagstoff-/Bindemittelgemenges.
Diesbezüglich gute Eigenschaften zeigte eine Doppelwalzenstreustation.
Beispiel 1
[0032] In einem diskontinuierlichen Verfahren wird mittels einer Doppelwalzenstreustation
das wie oben vorbereitete Holzspan-Bindemittelgemenge in einen Schalkasten eingestreut
und darauf eine vorbereitete Glasfasergewebematte abgelegt. Anschließend wird durch
ein Sieb Gipsbindemittel auf die Matte gestäubt und erneut Holzspan-Bindemittelmaterial
eingestreut. Schließlich wird ein geringfügiger Flächendruck auf die Platte ausgeübt,
so daß sich u. a. durch die Ausschwemmwirkung des sich verteilenden Wassers zum Abbinden
des Gipses eine Übergangsschicht mit einem homogenen Übergang der Plattenkomponentenverteilung
ergibt, die sogar dazu führt, daß die Späne durch die Bewehrungsmatte durchragen und
zu einer zusätzlichen Verankerung dieser Matte in der Übergangschicht zwischen der
Rand - und der Hauptschicht führen. Dieser Effekt ist umso ausgeprägter, je größer
die Maschenweite der Mattenbewehrung ist.
[0033] Der Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff der Hauptschicht wurde so stark mit Wasser getränkt,
daß zusätzlich der Hydratwasserbedarf der Gipsbindemittelschicht gedeckt wurde, wobei
sich insgesamt ein Wasser-/Bindemittelverhältnis von w = 0,35 ergab.
[0034] In diesem Beispiel wurde das Gipsbindemittel noch mit Zusätzen in einem Verhältnis
von x z = 0,00025 (Zusatz-b bezogen auf Gipsbindemittel), wie sie in der Gipstechnologie
gebräuchlich sind, versetzt.
Beispiel 2
[0035] Auf den Boden der Schalung wird eine benetzte Glasfasermatte abgelegt. Auf diese
wird eine dünne Gipsbindemittelschicht durch einen Sieb aufgestäubt und das wie oben
vorbereitete Holzspan- Bindemittelgemenge der Hauptshicht mittels einer Doppelwalzenstreustation
als lockeres Materialvlies eingestreut. In Folge des bestehenden Hydratwasserbedarfs
entzieht die Bindemittelschicht der Mattenbewehrung das Oberflächenwasser und dem
Holzspan Bindemittelvlies die restliche zur Abbindung erforderliche Wassermenge, wobei
bei dem Wasserübertritt wiederum die gewünschte Übergangsschicht und die damit erreichte
Verzahnung durch die bewehrenden Holzspäne erreicht wird. Durch Aufbringen eines geringfügigen
Flächendruckes wird das abgelegte Vlies zwischenverdichtet, und auf dieses zwischenver
dichtete Vlies wird eine Bewehrungsmatte aufgelegt, auf die wiederum Gipsbindemittel
gestäubt wird. Schließlich wird die Platte durch Aufbringen eines Flächendruckes endverdichtet.
Das Wasser-/ Bindemittel- Verhältnis beträgt hier wiederum w = 0,35. Da das Wasser,
bezogen auf das zur Hydratation des Bindemittels der Hauptschicht notwendige Wasser,
in einem geringen Überschuß zugegeben wird, was aus verfahrenstechnischen Gesichtspunkten
eine notwendige Maßnahme gegen die Staubentwicklung während des maschinellen Streuens
des Zuschlagstoff-/Bindemittelgemisches darstellt, kann der Nachteil, der mit diesem
verfahrenstechnischen Vorteil einhergeht, daß nämlich in dem Holzspan-Bindemittelgemenge
ein Wasserüberschuß vorhanden ist, dadurch kompensiert werden, daß das überschüssige
Wasser zum Abbinden des Bindemittels der Randschicht dient.
Beispiel 3
[0036] Auf den Boden der Schalung wird eine Glasfasermatte abgelegt, auf die ein zuvor angerührtes
Gemisch aus Gipsbindemittel, Wasser und Zusatzstoff in fließfähiger Konsistenz flächig
aufgebracht wird und zur Minimierung der Einsatzmenge gleichmäßig abgezogen wird.
Für diese Schlempe wird ein Wasser-Bindemittel-Verhältnis von w = 0,7 eingehalten
und ein Verhältnis von Zusätzen von x z = 0,00025 gewählt. Auf diese Schicht wird
das Holzspan-Bindemittelgemenge locker aufgestreut, wobei diesen ein Wasser-/Bindemittelverhältnis
von w = 0,2 enthält und somit kaum Überschußwasser in dem Holzspan-Bindemittelvlies
eingemischt wird. Dadurch wird das Entstehen von Porenraum während der Trocknung,
durch die eine Schwächung der Gipsmatrix erfolgen könnte, vermieden. Bei diesem Verfahren
stehen in den Außenschichten Wasserreserven bereit, die in die Hauptschicht abgegeben
werden, wobei bei diesem Wasserübertritt wiederum die gewünschte Übergangsschicht
gebildet wird.
[0037] Steigert man in den vorangehenden Beispielen den Endverdichtungsdruck, so können
problemlos Platten höherer Dichte hergestellt werden. Die Steigerung des Endverdichtungsdruckes
ist dabei nicht in Zusammenhang mit dem Übergang von dem in den Bewehrungsstoffen
vorhandenen Wasser an das Bindemittel zu sehen, sondern ausschließlich auf eine Verringerung
des freien Porenraumes ausgerichtet, die zu einer Festigkeitserhöhung führt. So weist
beispielsweise eine gemäß Beispiel 1 angefertigte Platte mit einer Trockendichte von
1550 kg/m³ eine Biegefestigkeit von 18 N/mm² auf.
1. Bauplatte im Schichtenaufbau mit zumindest einer Rand- und/oder Zwischenschicht,
die aus hydratisiertem Bindemittel und einer Bewehrung besteht, die in dieser Rand-
und/oder Zwischenschicht eingebracht ist und aus mindestens einer Hauptschicht, die
vorzugsweise aus einem hydratisierten Bindemittel-/ Zuschlag-bzw. Bewehrungsstoffgemenge
besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Rand- (12) und/oder Zwischenschichten (22), die aus einem Gemisch
von in den Festkörperzustand übergehenden Bindemittel und Bewehrungsstoff (16) zusammengesetzt
sind, und den aus dem Bindemittel-/ (16) Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffgemenge (18)
bestehenden Hauptschichten (14) ein Grenzschichtbereich (24) ausgebildet ist, der
bezüglich der Schichtzusammensetzung einen homogenen Übergangsbereich darstellt.
2. Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 1,
dadurch gekennnzeichnet,
daß die Bewehrung (20) in der Bindemittelrandschicht (12) in einem randnahen Bereich
angeordnet ist.
3. Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewehrung (20) unmittelbar im Randbereich der Bindemittelrandschicht (12)
angeordnet ist.
4. Bauplatte im Schichtenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewehrung (20) aus einer Fasereinlage besteht, vorzugsweise aus gewebtem oder
vliesförmigen Glasfasermaterial.
5. Bauplatte im Schichtenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel (16) der Rand-, Zwischen- und Hauptschicht ein anorganisches Bindemittel,
vorzugsweise Gips, ist und der Zuschlag- oder Bewehrungsstoff (18) der Hauptschicht
aus einem porösen anorganischen oder organischen Material, das zur Aufnahme, Speicherung
und Abgabe von Wasser geeignet ist und eine bewehrende Funktion übernimmt, vorzugsweise
Holzspänen, Papierschnitzeln, Holzfasern, Holzfasergranulat oder Rindenpartikel, besteht.
6. Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel (16) der Rand-, Zwischen- und Hauptschicht ein Bindemittelgemisch
aus sulfatischen, kalkspendenden und puzzolanischen Stoffen ist, wobei es aus 50
bis 90 Masse-% Calciumsulfat, 3 bis 25 Masse-% kalkspendenden Stoffen und 5 bis 35
Masse-% aktiven alumosilikatischen, aluminatreichen puzzolanischen Stoffen zusammengesetzt
ist.
7. Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischungsverhältnis von Calciumsulfat, kalkspendenden Stoffen und aktiven
alumosilikatischen, aluminatreichen puzzolanischen Stoffen so eingestellt ist, daß
die Ettringitbildung auf die Lösungsphase beschränkt bleibt, wobei für eine Vorausbestimmung
der geeigneten Bindemittelgemische diese als raumbeständig erhärtend angesehen werden,
wenn nach einer Erhärtungszeit von 7 Tagen eine maximal zulässige Längenänderung eines
prismatischen Prüfkörpers von 0,5% nicht überschritten wird und danach ein konvergenter
Verlauf der Längenänderungszeitkurve festzustellen ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 1, 2,
4, 5, 6 und/oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß diskontinuierlich oder kontinuierlich das Zuschlag bzw. Bewehrungsstoff- (18)
/Bindemittelgemenge (16), vorzugsweise in einem Verhältnis x = 0,05 bis 0,5 auf einer
Platte oder einem Transportband durch Rieselstreuung abgelegt wird, wobei der Zuschlag-
bzw. Bewehrungsstoff derart mit Wasser getränkt ist, daß sich ein Wasser-/Bindemittel-Verhältnis
w = 0,16 bis 0,6 ergibt, die Bewehrung (20) auf dieser Schicht aufgelegt wird, die
pulverförmige Bindemittelschicht (16) aufge stäubt wird und anschließend durch Rütteln,
Abstreichen, Walzen oder Aufbringen eines Flächendruckes unter etwa 1,5 N/mm² die
Packungsdichte zwischen Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff- (18) und Bindemittelpartikeln
(16) so erhöht wird, daß über die Kontaktstellen zwischen Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff
und Bindemittel vorzugsweise durch Kapillarleitung bewirkt wird, daß das Wasser aus
dem Zuschlag- bzw. Bewehrungstoff (18) heraus zu dem Bindemittel (16) der Hauptschicht
(14) und dem Bindemittel (16) der Randschicht (12) übertritt, hierdurch der Grenzschichtbereich
gebildet wird und durch Hydratation des Bindemittels eine zusammenhängende Gipsmatrix
entstehen läßt.
9. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 1, 3,
4, 5, 6 und/oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß diskontinuierlich oder kontinuierlich das Bindemittel (16) auf einer Platte oder
einem Transportband durch Rieselstreuung aufgebracht wird, in das trockene Bindemittel
die Bewehrung (20) eingebettet wird, darauf das Bindemittel-(16)/Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffgemenge
(18) aufgerieselt wird, wobei der Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff (18) die zum Abbinden
des Bindemittels der Hauptschicht und der Randschicht notwendige Wassermenge, vorzugsweise
in einem Wasser-/Bindemittelverhältnis von 0,3 = w = 0,6, enthält, und durch anschließendes
Rütteln, Abstreichen, Walzen oder einem geringen Flächendruck unter etwa 1,5 N/mm²
die Packungsdichte zwischen Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff- (18) und Bindemittelpartikeln
(16) so erhöht wird, daß über die Kontaktstellen zwischen Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff
und Bindemittel durch vorzugsweise Kapillarleitung bewirkt wird, daß das Wasser aus
dem Bewehrungsstoff austritt und zu dem Bindemittel übertritt, wodurch gleichzeitig
der Grenzschichtbereich gebildet wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die über den Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff (18) eingebrachte Wassermenge geringer
ist als die zum Abbinden des Bindemittels (16) der Hauptschicht (14) und der Randschicht
(12) notwendige Wassermenge und daß die insbesondere zum Abbinden des Bindemittels
(16) der Randschicht (12) notwendige Wassermenge dadurch eingebracht wird, daß die
in das trockene Bindemittel (16) eingebrachte Bewehrung mit zumindest der Wassermenge
benetzt ist, die zusammen mit der in dem Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff (18) enthaltenen
Wassermenge ausreicht, um ein Abbinden des vorhandenen Bindemittels (16) zu bewirken.
11. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte im Schichtenaufbau nach Anspruch 1,
3, 5, 6 und/oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß diskontinuierlich oder kontinuierlich eine Suspension aus Bindemittel und Wasser
in flüssiger bis breiiger Konsistenz auf einer Platte oder einem Transportband abgelegt
wird, eine Bewehrung(20) auf die Bindemittelsuspension aufgebracht und in diese eingedrückt
wird, das Bindemittel- (16) /Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffgemenge (18) aufgerieselt
wird, wobei der Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoff (18) um soviel weniger Wasser zum Abbinden
des Bindemittels (16) in sich gebunden hält, als Wasserüberschuß in der Bindemittelsuspension
vorliegt und durch Rütteln, Abstreichen, Walzen oder einen Flächendruck unter 1,5
N/mm² das Wasser aus den Zuschlag- bzw. Bewehrungsstoffen (18) und der Bindemittelsuspensions
austritt und aus das Bindemittel übertritt wodurch der Grenzschichtbereich gebildet
wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte in Schichtenaufbau nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst die Bewehrung (20) auf der Platte oder dem Transportband abgelegt wird
und anschließend die flüssige bis breiige Bindemittelsuspension auf dieser gleichmäßig
verteilt aufgebracht wird.
13. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte in Schichtenaufbau nach einem oder mehreren
der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei oder mehr dieser Verfahren miteinander zur Herstellung von mehr als zweischichtigen
Platten (10) kombiniert sind.
14. Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte in Schichtenaufbau nach einem oder mehreren
der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Wasser Stellmittel, z. B. Verzögerer oder Beschleuniger, zugemischt werden,
wobei deren Verhältnis zur Bindemittelhauptkomponente (10) mit 0,01 bis 1,0% bemessen
wird.