[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von härtbaren organischen, anorganischen oder
anorganisch-organischen Massen zur wärmedämmenden Abdeckung von Befestigungselementen
im Baubereich, entsprechende Verfahren und Befestigungselemente.
[0002] Es sind eine Reihe von Befestigungssystemen für Bauelemente bekannt, welche eine
innen liegende Basis (beispielsweise eine Mauer oder Wand oder einen Pfosten oder
Träger oder dergleichen) direkt oder mittels oder über ein oder mehrere Verbindungselemente
mit einem im Einbauzustand davor liegenden Bauteil, wie vorgehängten Fassaden oder
Fassadenelementen, Fassadenverkleidungen, Lichtdächern oder -wänden, Wintergärten
oder dergleichen mehr verbinden. Ein Problem hierbei ist, dass über die Befestigungselemente
(z.B. sogenannte Konsolen oder dergleichen), die ein- oder mehrteilig ausgebildet
sein können, Kältebrücken von den vorgehängten Bauteilen oder Räumen zwischen diesen
und der dahinter liegenden Basis gebildet werden können. Dadurch kann eine wirksame
Wärmedämmung im Baubereich negativ beeinflusst werden.
[0003] Um diesem Problem zu begegnen, wurden eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen.
[0004] So schlägt die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2007 003 903 U1 vor, dass bei entsprechenden Verankerungssystemen für Fassaden in Form von Konsolen
mindestens eines der Bauteile aus Kunststoff besteht. Nachteilig kann hier sein, dass
nicht alle Kunststoffe geeignete Festigkeiten und Dauerhaftigkeiten aufweisen.
[0005] Die
DE 202 80 012 U1 schlägt andererseits die Verwendung von Gummidichtungen und/oder nichtleitenden,
aus Kunststoff bestehenden Verbindungsstegen als die Wärmeleitung vermindernden Teilen
zur Überbrückung vor. Auch ein Aufbringen weicher Materialien wie Moosgummi, Chloropren,
Kork oder dergleichen auf weitere Elemente zur Isolierung wird erörtert. Hier bleiben
jedoch beispielsweise die verwendeten Haltebolzen als wärmeleitende Brücken bestehen,
und erneut können die verwendeten Materialien (Gummi, Kunststoffe) für Ansprüche an
Belastbarkeit und Dauerhaftigkeit unzureichend sein.
[0006] Die
EP 0 791 698 sieht die Zwischenschaltung von Isolierelementen aus Butylband mit einer Wärmestrahlung
reflektierenden Beschichtung vor. Hier muss folglich das Design der Befestigung stark
an die Verwendbarkeit des Isolierelementes angepasst werden.
[0007] In der
DE 195 25 955 werden vorgeformte Kunststoffummantelungen für Verbindungselemente genannt - nachteilig
ist hier, dass diese genau an die Verbindungselemente angepasst sein müssen.
[0008] Die
DE 199 47 912 beschreibt Befestigungselemente und Druckelemente, welche ein thermisch isolierendes
Material aufweisen. Entweder sind diese Elemente ganz aus einem wärmeisolierenden
Material (z.B. glasfaserverstärkt) gebildet, oder sie beinhalten gesonderte Isolierblöcke,
die zwei ineinander greifende Halteteile voneinander isolieren und auf Zug belastbar
sind.
[0009] In der
DE 40 40 432 wird eine wärmedämmende Beschichtung beschrieben, welche zur Beschichtung von direkt
(ohne Befestigungselement) miteinander in Berührung kommenden Bauteilen (wie Gebäudewände
und darin eingebrachte Balkonplatten, zwischen denen die Beschichtung zu liegen kommt).
[0010] Die
DE 10 2007 027 653 beschreibt ein Material zum Herstellen von Brandschutzplatten oder hitzebeständigen
Beschichtungen, die auf Träger, Rohre, Leitungs- oder Lüftungskanäle aufgetragen werden
können. Im Detail exemplifiziert wird nur die Verwendung als Vollmaterial, nicht als
Beschichtung, und die Beschreibung lässt Zweifel aufkommen, dass eine brandfeste Beschichtung
möglich ist, da Kleister verwendet werden soll, der nicht brandfest ist.
[0011] Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, neue Methoden und
Verfahren zur Verfügung zu stellen, um die Wirkung von Befestigungselementen im Baubereich
als Kältebrücken (eigentlich: Wärmeleiter) zu vermindern bzw. zu verhindern.
[0012] Die Erfindung schlägt nun in einer ersten Ausführungsform die Verwendung von härtbaren
organischen, anorganischen oder anorganisch-organischen Massen zur wärmedämmenden
Beschichtung von Befestigungselementen im Baubereich vor,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten druckfeste und wärmedämmende sowie eine kontinuierliche Matrix
und einen Hohlraumanteil aufweisende Beschichtungsmassen mindestens auf Teilflächen
von derartigen Befestigungselementen derart aufgetragen werden, dass sie dort eine
Beschichtung ausbilden, durch die eine Wirkung der Befestigungselemente als Kältebrücken
vermindert (bis hin zu praktisch verhindert) wird.
[0013] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten,
insbesondere vor dem Einbau stattfindenden Vorbeschichten, eines Befestigungselementes
vorgesehen, beinhaltend die Verwendung von härtbaren organischen, anorganischen oder
anorganisch-organischen Massen zur wärmedämmenden Abdeckung von Befestigungselementen
im Baubereich nach dem vorstehenden Absatz oder den Ansprüchen 2 bis 19.
[0014] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern von Kältebrücken,
beinhaltend den Einbau eines nach dem vorletzten Absatz oder einem Verfahren unter
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 19 erhältlichen beschichteten Befestigungselementes,
wobei das Befestigungselement derart angebracht wird, dass die Beschichtung (insgesamt
oder Teile davon) mit solchen weiteren Bauteilen in Kontakt kommt, die sonst bei direktem
Kontakt gemeinsam mit dem Befestigungselement Kältebrücken bilden könnten.
[0015] Eine mögliche bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schließt hierbei ein bzw.
betrifft das entsprechende Verfahren gemäß des letzten Absatzes, bei dem das Verhindern
von Kältebrücken die Verwendung eines erfindungsgemäßen Ein- oder Mehr-Komponenten-Beschichtungsmittels,
welches nach dem Aushärten druckfest und wärmedämmend ist sowie eine kontinuierliche
Matrix und einen Hohlraumanteil aufweist, auch als "chemischer Dübel" zur Befestigung
von Verankerungselementen in Löchern, wie Bohrlöchern, in Substraten, z.B. Mauerwerk,
Beton oder Holz, beinhaltet. Hierbei wird das entsprechende Beschichtungsmittel gleichzeitig
mit dem oder vor dem Einbringen des Verankerungselementes in das Loch (z.B. Bohrloch)
eingebracht (beispielsweise mittels Kartuschen oder Mehrkammerampullen oder -folien).
Auch die entsprechende Verwendung ist damit eine erfindungsgemäße Ausführungsform.
[0016] Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Befestigungselement, erhältlich durch
Beschichtung gemäß der Verwendung oder dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
19 beziehungsweise 20.
[0017] Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung entsprechender druckfester und wärmeisolierender
Beschichtungsmassen einen wirksamen Schutz gegen Kältebrücken bieten kann und gleichzeitig
viele Vorteile aufweist, beispielsweise die Möglichkeit, für alle Arten von Befestigungselementen
ohne die Notwendigkeit vorgeformter und somit in Form und Größe notwendigerweise angepasst
zu verwendender Isolierelemente eine geeignete Isolierungsbeschichtung zu erschaffen.
[0018] Die Beschichtung kann in einer bevorzugten Ausführungsform sogar erst am Einsatzort
vorgenommen werden, was die Flexibilität weiter erhöht. Andererseits können beschichtete
Befestigungselemente erfindungsgemäß hergestellt und in vorkonfektionierter Form angeboten
und verwendet werden, was eine besonders präzise Beschichtung ermöglicht.
[0019] Die vor- und nachstehend verwendeten allgemeineren Begriffe können einzeln, zu zwei
oder mehreren oder alle unabhängig voneinander durch die in den nachfolgenden Definitionen
angegebenen Varianten ersetzt werden, was zu bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
führt.
[0020] Unter härtbaren organischen, anorganischen oder anorganisch-organischen Massen zur
wärmedämmenden Abdeckung sind solche Massen zu verstehen, die nach dem Aufbringen
auf das zu beschichtende Befestigungselement chemisch und/oder physikalisch aushärten,
insbesondere durch Abkühlen (beispielsweise im Falle nach dem Erwärmen gießbarer thermoplastischer
Kunststoffe), Trocknen (z.B. Verdampfen eines Lösungsmittels) oder insbesondere chemische
Reaktion (wie im Falle anorganischer Materialien chemische Umwandlung, Kristallisation,
Grenzflächenreaktionen, Ausfällung oder dergleichen oder im Falle organischer Materialien
(Kunstharze und/oder Dispersionsharze) oder mancher anorganischer Materialien wie
Kieselsäure oder deren Salzen Polykondensation, Polymerisation oder Polyaddition,
d.h. Bildung von Polymeren aus kleineren Molekülen).
[0021] Diese Massen beinhalten als Matrixmaterial, das nach dem Aushärten die kontinuierliche
Matrix bildet, organische, anorganische oder anorganisch-organische Massen.
[0022] Organische Massen sind beispielsweise schmelzbare und somit z.B. angießbare Thermoplaste,
durch Lösungsmittelverdampfung trockenbare, auftragbare Kunststofflösungen oder Dispersionen,
wie Lacke, oder insbesondere Kunstharze wie Polyurethan-, Epoxid-, Vinylester-, Vinylesterurethan-,
ungesättigte Polyesterharze, sonstige Olefin- (z.B. Methacrylat oder Acrylat, Styrol,
Vinyltoluol oder dergleichen), Siloxan- (wie Alkoxysilan), oder andere Reaktiv-Kunstharze,
deren niedermolekulare Komponenten (was z.B. Präpolymeren oder oligomere Bestandteile
nicht ausschließen soll) mit oder ohne Zusatz von Katalysatoren unter Polyreaktion
aushärten (z.B. polykondensieren, polyaddieren oder anderweitig (z.B. radikalisch)
polymerisieren) können oder geeignete Mischungen von zwei oder mehr davon. Auch Reaktiv-Dispersionen
sind möglich, beispielsweise solche, wie in E
WO 2007/054148, die hier, insbesondere diesbezüglich, durch Bezugnahme inkorporiert wird. Als anorganische
Massen sind beispielsweise hydraulisch (z.B. Zement, wie Portlandzement, Gips, hydraulischer
Kalk, Puzzolane, Filterasche oder dergleichen - hier bedeutet "hydraulische" mit oder
auch unter Wasser abhärtend, wobei auch "Luftbinder", wie Magnesia-Bindemittel, Weißkalk,
Anhydrit, Soralzement oder dergleichen möglich sind), latenthydraulisch (erst nach
Einwirkung von Anregern abbindend, beispielsweise Hochofenschlacke) oder ebenfalls
durch Polykondensation (wie Kieselsäure oder Wasserglas) härtende (abbindende) Stoffe
oder Stoffgemische geeignet, die (vorzugsweise nach Wasserzugabe zur Trockensubstanz
oder im Falle von Wasserglas beispielsweise durch Säurezugabe) aushärten. Auch anorganische
hitzehärtende Massen, wie beispielsweise Calciumhydrosilikate, etwa der in
DE 10 2007 027 653 genannten Art, die hier diesbezüglich durch Bezugnahme aufgenommen wird, sind als
Ausgangsmaterial für die Bildung der kontinuierlichen Matrix möglich.
[0023] Gemischt anorganisch-organische Massen können sowohl anorganische als auch organische
aushärtbare Bestandteile beinhalten, beispielsweise wir oben gerade genannt.
[0024] "Kontinuierliche Matrix" bedeutet, dass die entsprechenden ausgehärteten Materialien
eine Matrix aufweisen, bei der alle Bestandteile durch kovalente, van der Waals-,
ionische oder andere Bindung kontinuierlich verbunden und in Kontakt sind, vergleichbar
einem Lösungsmittel, in dem andere "diskontinuierliche" Stoffe gelöst oder dispergiert
sind.
[0025] Diese Matrix muss folglich beispielsweise nicht in dem Sinne kontinuierlich sein,
dass eine "einmolekulare" Matrix vorliegt. Auch muss der Kontakt der Bestandteile
nicht an allen Stellen in alle Richtungen erfolgen - beispielsweise kann es innere
Oberflächen (beispielsweise um Hohlräume, Partikeln oder andere diskontinuierliche
Komponenten) geben, bei denen nur der Bereich der Bestandteile, der nicht zur Oberfläche
zeigt, in Kontakt mit anderen Bestandteilen der Matrix steht.
[0026] Der Anteil der Matrix (einschließlich darin vorhandener weiterer üblicher Zusätze)
in Gew.-% an der Beschichtungsmasse liegt bei deren Auftragen vorzugsweise im Bereich
von 10 bis 99,5 %, vorzugsweise von 50 bis 98 Gew.-%.
[0027] Im Baubereich bedeutet, dass es sich in erster Linie um Befestigungselemente handelt,
die beim Bauen von Gebäuden, Fassaden, Wänden, Becken, Dämmen oder dergleichen verwendet
werden.
[0028] "Druckfest" bedeutet vorzugsweise, dass die Druckfestigkeit der Beschichtungsmassen
nach dem Aushärten bei mindestens 1 MPa, bevorzugt bei mindestens 10 MPa, insbesondere
> 20 MPa, wie z.B 40 oder 50 MPa liegt. Die Druckfestigkeit wird gemessen nach DIN
1048 Teil 5 an Würfeln der Kantenlänge 15 mm.
[0029] "Wärmedämmend" bedeutet in erster Linie, dass die Wärmeleitfähigkeit 0,3 W/moK oder
kleiner, bevorzugt 0,2 W/mK oder kleiner, besonders bevorzugt 0,15 oder kleiner ist,
z.B. 0,09 W/mK.
[0030] "Einen Hohlraumanteil aufweisend" bedeutet, dass eingebettet in die Matrix Hohlräume
vorliegen, die durch Aufschäumen (insbesondere während des Beschichtungs- und anfänglichen
Aushärtungsvorgangs) und/oder durch Zuschläge in Form Hohlräume ausbildender Materialien
gebildet werden.
[0031] Ein Aufschäumen kann beispielsweise durch Freisetzung von Gasen bewirkt werden. Beispielsweise
kann die Beschichtungsmasse aus einem Druckbehälter, in dem sie sich in Gegenwart
eines geeigneten Treibmittels, wie eines bei Raumtemperatur gasförmigen Kohlenwasserstoffs,
ausgetrieben werden, wobei das freiwerdende Gas für das Aufschäumen sorgt, oder Kohlendioxid
kann aus anorganischen Carbonaten oder Hydrogencarbonaten, wie Calciumcarbonat oder
Alkalicarbonaten, in Gegenwart von Säuren (beispielsweise organischen Carbonsäuren,
deren Säurewirkung erst bei Anfeuchten mit einem wässrigen Lösungsmittel oder nach
Freiwerden aus einer Mikroverkapselung auftritt) oder in Gegenwart von Wasser aus
Isocyanaten, die beispielsweise zur Bildung von Polyurethanen, Polyharnstoffen, Polythiourethanen
oder Polythioharnstoffen der kontinuierlichen Matrix verwendet werden), freigesetzt
werden und so für ein Aufschäumen der entsprechenden Beschichtungsmasse sorgen.
[0032] Hohlräume ausbildende Materialien sind beispielsweise expandierte Polystyrolpartikel,
keramische Mikrohohlkugeln (beispielsweise auf Aluminiumsilikatbasis), synthetische
Mikrohohlkugeln, Glashohlkugeln, Blähperlit, Blähglas, Blähglimmer, Blähschiefer,
Blähton, gesinterte Steinkohlenflugasche, Bims, Fasern (beispielsweise Steinwolle)
mit Hohlräumen oder dergleichen. Auch bei offenporigen Materialien können Hohlräume
erhalten bleiben, insbesondere, wenn das Material für die kontinuierliche Matrix die
porenumschließenden Materialien nur schlecht benetzen können, beispielsweise wegen
geringer Affinität oder zu hoher Viskosität des Matrixmaterials.
[0033] Entsprechende Materialien finden sich in der Patentanmeldung
WO 2007/0541148, die hier insbesondere hinsichtlich der verwendeten Materialien durch Bezugnahme
aufgenommen wird. Glas-, Kunststoff- oder keramische, insbesondere Glas- oder keramische,
Mikrohohlkugeln sind besonders bevorzugt, beispielsweise wie in der
DE 10 2005 010 307 beschrieben, die hier insbesondere diesbezüglich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Die Größe der Mikrohohlkugeln kann beispielsweise von 0,002 bis 5 mm, beispielsweise
von 0,01 mm bis 3 mm betragen.
[0034] Vorzugsweise liegt der Hohlraumanteil (Anteil der Hohlräume am Gesamtvolumen) in
der ausgehärtete Masse bei 0,2 bis 95 Vol.-%, beispielsweise bei 10 bis 70 Vol-%.
[0035] Die Menge an Hohlräume ausbildenden Materialien kann dabei zwischen 0,2 bis 50, wie
z.B. 0,5 bis 30, beispielsweise 1 bis 10 %, Gewichts-%, betragen.
[0036] Dass die Beschichtungsmassen mindestens auf Teilflächen von derartigen Befestigungselementen
derart aufgetragen werden, dass sie dort eine Beschichtung bilden, bedeutet, dass
nicht das ganze Befestigungselement von solchen Beschichtungen umgeben sein muss -
es kann auch ausreichen, dass nur Kontaktbereiche mit anderen Teilen beschichtet werden,
zwischen denen eine Wärmeübertragung vermindert oder verhindert werden soll.
[0037] Die Beschichtungsmasse kann in den erfindungsgemäßen Ausführungsformen stoffschlüssig
(z.B. über molekulare und atomare Wechselwirkungen an den bindenden Bereichen), formschlüssig
(z.B. durch Umschließen von Vorsprüngen, runden Teilen, Gewinden, Rastelementen oder
dergleichen) und/oder kraftschlüssig (beispielsweise durch Ausdehnung in Hohlräume
oder Schrumpfen während des Aushärtens, jeweils unter Entstehung von Spannungen) an
das Befestigungselement verbunden sein bzw. werden. Vorteilhaft ist, wenn sie im wesentlichen
stoffschlüssig verbunden ist.
[0038] "Im wesentlichen stoffschlüssig" bedeutet, dass die Beschichtung vor allem oder vorzugsweise
nur direkte atomare und molekulare Wechselwirkungen zwischen dem Beschichtungsmaterial
und der Oberfläche des beschichteten Befestigungselements für die Verbindung der Beschichtung
und der Oberfläche sorgen. Zusätzlich zum Stoffschluss können dann jedoch auch Formschluss
(beispielsweise bei der Umhüllung von Vorsprüngen oder Gewinden) oder seltener Kraftschluss
(beispielsweise bei während der Aushärtung schrumpfenden Beschichtungen) eine Rolle
spielen.
[0039] Nach dem Auftragen härten die Beschichtungsmassen von selbst aus, oder es kann bei
Matrix-Materialien, bei denen dies die Aushärtung fördert, noch eine Wärmebehandlung
(Temperung) erfolgen, beispielsweise bei Temperaturen bis hinauf zu 250 °C, z.B. von
70 bis 200 °C.
[0040] Dass die Wirkung der Befestigungselemente als Kältebrücken vermindert (bis hin zu
praktisch verhindert) wird, bedeutet in erster Linie, dass die Wärmeleitfähigkeit
über das Befestigungselement im Verbindungsbereich gegenüber der ohne Beschichtung
vermindert, beispielsweise mindestens halbiert, vorzugsweise um einen Faktor vier
oder mehr vermindert wird.
[0041] Unter Befestigungselementen sind sämtliche Elemente verstehbar, die im Bauwesen zwei
weitere Bauteile verbinden können, wie Schrauben, Gewindestangen, Konsolen oder deren
Komponenten, wie Konsolkopf, Stegplatte und Stegplattenhalterung, Druck aufnehmende
Elemente, wie Druckplatten, Druckleisten, Auflagerplatten, zugaufnehmende Elemente,
Lochplatten, Ankerschienen, Hülsenscheiben oder dergleichen, vgl.
DE 20 2007 003 903 U1, die hier bezüglich der Teile durch Bezugnahme aufgenommen wird.
[0042] Auch Verankerungselemente, wie Bolzen, Schrauben oder Steckanker, können also gemeint
sein.
[0043] Im allgemeinen (und im Rahmen der Erfindung vorzugsweise) bestehen die Befestigungselemente
aus einem gut wärmeleitenden Material, das damit ohne Beschichtung eine unerwünschte
Kältebrücke zwischen Bereichen unterschiedlicher Temperatur ausbilden würde, insbesondere
aus Metall, wie Eisen (z.B. Gusseisen)oder dergleichen, oder aus Metalllegierungen,
wie Stahl, Messing, Aluminiumlegierungen oder dergleichen.
[0044] Daneben können in einer Beschichtungsmasse als oder für die erfinderischen Ausführungsformen
weitere übliche Zusätze (Inhaltsstoffe und Additive) beinhaltet sein, wie (vorzugsweise
druckfeste, beispielweise falls die Druckfestigkeit der Matrix insgesamt sonst nicht
ausreicht) Füllstoffe anorganischer (z.B. mineralischer, wie Kalksteinmehl, Korund
oder Quarzsand) und/oder organischer (z.B. polymerbasierter) Art (z.B. in einem Anteil
von 0 bis 75 Gew.-%, z.B. 0 bis 50 Gew.-%), Netzmittel, Entschäumer (insbesondere
sofern keine Hohlraumbildung durch Aufschäumen beabsichtigt ist), Schaumstabilisatoren
(inbesondere, sofern zur Hohlraumbildung mindestens auch Aufschäumen beabsichtigt
ist), Konservierungsstoffen, Thixotropiermittel, Verdickungsmittel, Verflüssiger,
Lösungsmittel (weniger bevorzugt) Reaktivverdünner, Verzögerer, Beschleuniger, hohlraumlosen
Fasern, Pigmente, Farbstoffe, Licht- oder UV-Schutzmittel, Stellmittel, Stabilisierungsmittel,
Dichtungsmittel, Duftstoffe, Katalysatoren (z.B. verkapselt in Einkomponentensystemen
oder als zweite unabhängige Komponente in Mehrkomponentensystemen, wie Initiatoren
für radikalische Polyadditionen oder Katalysatoren für Polykondensationen), oder dergleichen,
oder Gemische von zwei oder mehr davon, wenn nicht anders angegeben, beispielsweise
mit Gewichtsanteilen von 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere bis zu 10 Gew.-%.
[0045] Angaben in Gew.-% beziehen sich stets, sofern nichts anderes angegeben ist, auf das
Gesamtgewicht der fertigen Beschichtungsmasse
vor dem Aushärten.
[0046] Die Angaben für Hohlräume in Volumen-Prozent (Vol.-%) dagegen beziehen sich auf die
fertig ausgehärtete Beschichtung.
[0047] Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Befestigungselement, erhältlich durch
Beschichtung gemäß der Verwendung oder dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
19 beziehungsweise 20.
[0048] Die Beschichtung kann in einer bevorzugten Ausführungsform sogar erst am Einsatzort
vorgenommen werden, was die Flexibilität weiter erhöht. Andererseits können beschichtete
Befestigungselemente erfindungsgemäß hergestellt und in vorkonfektionierter Form angeboten
und verwendet werden, was eine besonders präzise Beschichtung ermöglicht.
[0049] Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von härtbaren organischen, anorganischen
oder anorganisch-organischen Massen zur wärmedämmenden Beschichtung von Befestigungselementen
im Baubereich,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten druckfeste und wärmedämmende sowie eine kontinuierliche Matrix
und/oder einen Hohlraumanteil aufweisende Beschichtungsmassen mindestens auf Teilflächen
von derartigen Befestigungselementen derart aufgetragen werden, dass sie dort eine
Beschichtung ausbilden, durch die eine Wirkung der Befestigungselemente als Kältebrücken
vermindert wird, wobei die Beschichtung in einem Loch, z.B. Bohrloch, durch die dort
eingebrachte Beschichtungsmasse, die zugleich als chemischer Dübel verwendet wird,
durch Einbringen eines Befestigungselements, z.B. einer Ankerstange oder eines Bolzens,
vorgenommen wird.
[0050] In einer möglichen bevorzugten Ausführungsform kann die Beschichtungsmasse als Mehr-,
insbesondere Zwei-Komponentensystem verwendet werden. Dann sind zwei (oder mehr) Komponenten,
wie härtbare organische, anorganische oder anorganisch-organische Masse einerseits
und Härter (z.B. Katalysator, Initiator oder Wasser) andererseits, mit oder ohne weitere
Zusätze, in räumlich voneinander getrennten Behältnissen, beispielsweise in Form eines
Kits, z.B. von Mehrkammerkartuschen (vorzugsweise mit Statikmischer zum Mischen der
Komponenten durch Ausdrücken direkt bei der Anwendung) untergebracht und werden zur
Anwendung direkt vor dem oder beim Beschichten miteinander vermischt, beispielsweise
durch Mischgeräte oder Mischen von Hand mit Hilfsmitteln wie Rührern oder dergleichen.
[0051] Alternativ können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen auch als Einkomponentensysteme
verwendet werden, beispielsweise mit eingekapselten Katalysatoren oder wenn sie nur
bei Erwärmen aushärten oder wenn sie durch Kontakt mit Luft (z.B. auch mit Luftfeuchtigkeit)
oder durch elektromagnetische Strahlung (z.B. Licht oder UV-Strahlung) zum Aushärten
gebracht werden, oder auch löse- oder dispersionsmittelhaltige Massen (z.B. auf Wasserbasis),
die durch Verdampfen des Löse-oder Dispersionsmittel erhärten. Auch zwei oder mehr
dieser Varianten können bei einem Einkomponentensystem verwirklicht sein.
[0052] Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtungsmasse als die Hohlräume
ausbildender Schaum ausgebildet ist. Dies ermöglich z.B. ein Ausfüllen innerhalb von
Formen.
[0053] Stärker bevorzugt ist eine Verwendung, bei der die Beschichtungsmasse die Hohlräume
ausbildende Materialien mit offener und/oder geschlossener Porenstruktur, insbesondere
Hohlkugeln, beinhaltet, da z.B. dann das Volumen und die Dicke der Beschichtungsmasse
besonders gut festlegbar sind.
[0054] Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung, bei der die Hohlräume nach
dem Aushärten der Beschichtungsmasse mit einem Gas, wie Kohlendioxid oder einem Treibgas,
oder einem Gasgemisch, wie Luft, gefüllt sind, insbesondere mit Luft oder Kohlendioxid.
[0055] Erfindungemäß bevorzugt ist die Verwendung unter Auftragen der Beschichtung durch
Bestreichen (beispielsweise mittels Pinseln, Rollen, Spachteln, Rakeln oder dergleichen),
durch Bespritzen oder Besprühen (beispielsweise mittels luftlosen Sprühgeräten, Sprühpistolen,
z.B. über Düsen oder Schläuche) oder durch Angießen (beispielsweise in Formen, die
an den Stellen des Befestigungselements, die beschichtet werden sollen, Hohlräume
aufweisen, so dass an ein Befestigungselement in der Form angegossen werden kann)
der Befestigungselemente geschieht.
[0056] Eine bevorzugte erfindungsgemäße Variante bezieht sich auf eine vor- oder nachstehende
erfindungsgemäße Verwendung, wobei es sich bei den Befestigungselementen um Druck-und/oder
Zug- und/oder Biegezug ableitende Elemente handelt. Eine besondere erfindungsgemäße
Variante der Verwendung bezieht sich darauf, dass Ankerelemente für Bohrlöcher mit
der Beschichtungsmasse beschichtet, insbesondere vorbeschichtet, werden.
[0057] Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Verwendungen, Verfahren und Befestigungselemente,
deren Beschichtung einen Hohlraumanteil nach dem Aushärten der Beschichtungsmasse
bei 0,2 bis 95 Vol.-%, beispielsweise bei 10 bis 70 Vol.-%, wie insbesondere von 10
bis unter 30 oder über 30 bis 50 Vol.-%, beispielsweise von 20 bis 28 oder von 32
bis 45 Vol.-% aufweist.
[0058] Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der Beschichtung nach dem Aushärten 0,1 bis
100 mm, insbesondere 0,5 bis 3 mm, 3 bis 5 mm oder 5 bis 10 mm.
[0059] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mindestens teilweise zu beschichtenden bzw. erfindungsgemäß beschichteten
Befestigungselementen um Befestigungselemente für vorgehängte Fassaden, Fassadenverkleidungen,
Lichtdächer, Wintergärten, Schallschutzwände, Messebauten, Carports oder dergleichen
handelt, insbesondere für Fassaden oder Fassadenverkleidungen, wobei die Befestigungselemente
im eingebauten Zustand direkt oder über ein oder mehrere weitere Verbindungselemente
mit einem tragenden Teil, wie einer Wand oder einem Pfosten oder Pfostenprofil, und
einem gehaltenen Bauteil, wie beispielsweise einem Konsolenteil (das vorzugsweise
auch mindestens an in Kontakt mit anderen (vor allem wärmeleitenden) Teilen und/oder
der Basis tretenden Oberflächen erfindungsgemäß beschichtet ist oder wird), einem
Fassadenteil oder einem Halteprofil, verbunden sind.
[0060] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten, insbesondere vor dem Einbau stattfindenden
Vorbeschichten, eines Befestigungselementes, beinhaltet vorzugsweise die Verwendung
von härtbaren organischen, anorganischen oder anorganisch-organischen Massen zur wärmedämmenden
Abdeckung von Befestigungselementen im Baubereich wie vor- und nachstehend genannt.
[0061] Bevorzugter Erfindungsgegenstand ist auch ein Verfahren zum Verhindern von Kältebrücken,
beinhaltend den Einbau eines bei den vor- und nachstehend beschriebenen Verwendungen
und Verfahren erhältlichen beschichteten Befestigungselementes, wobei das Befestigungselement
derart angebracht wird, dass die Beschichtung mit solchen weiteren Bauteilen in Kontakt
kommt, die sonst bei direktem Kontakt Kältebrücken bilden könnten, beispielsweise
Innenwände und Fassadenelemente oder dergleichen.
[0062] Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf ein Befestigungselement, insbesondere
aus Metall oder eine Metalllegierung, erhältlich durch Beschichtung dessen Materials
gemäß der Verwendung oder dem Verfahren wie vor-und nachstehend beschrieben, wobei
es sich bei dem Befestigungselement insbesondere um ein Druck und/oder Zug (einschließlich
Biegezug) ableitendes Element handelt.
[0063] Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante betrifft auch ein Befestigungselement,
wie vor- und nachstehend genannt, bei dem es sich um ein in ein Bohrloch einzutreibendes
Ankerelement handelt. Dieses kann, sofern es ein Gewinde oder Hinterschneidungselemente
zum Befestigen im Bohrloch aufweist insbesondere in den Bereichen, die ins Bohrloch
eingebracht werden , erfindungsgemäß beschichtet sein. Alternativ kann die thermische
Isolierung im Gewinde- oder Hinterschneidungsbereich beispielsweise auch alleine oder
zusätzlich durch in die Bohrlöcher eingebrachte isolierende "chemische Dübelmassen"
oder durch Kunststoffdübel bewirkt werden. In einer weiteren alternativen oder die
vorstehenden beiden Ausführungsformen ergänzenden Variante kann die erfindungsgemäße
Beschichtung nur in Bereichen vorgesehen sein, die außerhalb eines Loches, z.B. Bohrloches,
in dem ein Befestigungselement befestigt wird, liegen, so dass mindestens ansonsten
wärmeleitende Kontaktbereiche zu anschließenden Elementen beschichtet sind (Kontakt
mit nächstem Teil ohne Wärmeleitung).
[0064] Besondere Ausführungsformen der Erfindung finden sich auch in den unabhängigen und
den abhängigen Ansprüchen, die hier durch Bezugnahme aufgenommen werden.
[0065] Das nachfolgende Beispiel dient der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang
einzuschränken.
Beispiel: Beschichteter Konsolenanker
[0066] Ein Konsolenanker für die Montage einer Außenfassade wird an den Auflageflächen zur
inneren Basis mit einer erfindungsgemäßen Masse in einer Stärke von 3-5 mm beschichtet.
Details können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden:
Komponente |
Hersteller |
m [g] |
m [%] |
d [g/ml] |
V [ml] |
V [%] |
Beckopox EP 116 |
Cytec Surface Specialties1 |
10 |
69,9 |
1,16 |
8,62 |
37,65 |
Beckopox EH 663 |
Cytec Surface Specialties1 |
2,8 |
19,6 |
1,00 |
2,80 |
12,23 |
Scotchlite Glass Bubbles K1 |
3M2 |
1,43 |
10,0 |
0,13 |
11,44 |
49,97 |
HDK H18 |
Wacker Chemie3 |
0,075 |
0,5 |
2,20 |
0,03 |
0,15 |
|
|
14,305 |
100,0 |
|
22,89 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Würfeldruckfestigkeit |
40 |
MPa |
Aushärtung bei 80 °C, 30 min, Würfel (15 mm x 15mmx15mm), nach Druckfläche (225 mm2), in Anlehnung an DIN 1048 Teil 5 |
|
|
|
Ablaufverhalten |
18 |
mm |
in Anlehnung an ISO 7390:2002 (Boeing flow test) |
|
|
|
m = Masse
d = Dichte
V = Volumen
)1 Cytech Industries Inc., West Paterson, New Jersey, USA
)2 3M, St. Paul, Minnesota, USA
)3 Wacker Chemie AG, München, Deutschland |
[0067] Die Beschichtung dient als Wärmeisolierung. Der Konsolenanker zeigt ein deutlich
vermindertes Wärmeleitvermögen (verringerte Wirkung als Kältebrücke) zwischen Konsolenanker
und innerer Basis.
1. Verwendung von härtbaren organischen, anorganischen oder anorganisch-organischen Massen
zur wärmedämmenden Beschichtung von Befestigungselementen im Baubereich, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten druckfeste und wärmedämmende sowie eine kontinuierliche Matrix
und/oder einen Hohlraumanteil aufweisende Beschichtungsmassen mindestens auf Teilflächen
von derartigen Befestigungselementen derart aufgetragen werden, dass sie dort eine
Beschichtung ausbilden, durch die eine Wirkung der Befestigungselemente als Kältebrücken
vermindert wird.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Befestigungselementen um solche
handelt, die eine innen liegende Basis direkt oder mittels oder über ein oder mehrere
Verbindungselemente mit einem im Einbauzustand davor liegenden Bauteil verbinden.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Befestigungselemente aus Metall
oder Metalllegierungen bestehen.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Druckfestigkeit der Beschichtungsmassen
nach dem Aushärten bei 1 MPa oder höher liegt.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wärmeleitfähigkeit der Beschichtungsmassen
im ausgehärteten Zustand bei 0,3 W/mK oder darunter liegt.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beschichtungsmasse als Ein-
oder Mehr-, insbesondere Zwei-Komponentensystem verwendet wird.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Beschichtungsmasse als die
Hohlräume ausbildender Schaum ausgebildet wird.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Beschichtungsmasse als die
Hohlräume ausbildende Materialien solche mit offener und/oder geschlossener Porenstruktur,
insbesondere Hohlkugeln, beinhaltet.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Hohlräume nach dem Aushärten
der Beschichtungsmasse mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt sind, insbesondere mit
Luft oder Kohlendioxid.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Auftragen durch Bestreichen,
Bespritzen, Besprühen oder Angießen der Befestigungselemente geschieht.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei es sich bei den Befestigungselementen
um Druck- und/oder Zug und/oder Biegezug ableitende Elemente handelt.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei Ankerelemente für Bohrlöcher mit
der Beschichtungsmasse beschichtet, insbesondere vorbeschichtet, werden.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumanteil nach dem Aushärten der Beschichtungsmasse bei 0,2-95 Volumen-Prozent
liegt.
14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Material acrylatbasierte Matrixmaterialien verwendet werden, die als anorganischen
Bestandteil zusätzlich keramische Materialien und/oder silikatische Materialien beinhalten,
oder Kombinationen davon.
15. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixmaterial wässrige Dispersionen verwendet werden, die als anorganische Bestandteile
zusätzlich keramische Materialien und/oder silikatische Materialien beinhalten, oder
Kombinationen davon.
16. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung nach dem Aushärten bei 0,1 bis 100 mm.
17. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung auf die Beschichtungsmasse
aufgebracht wird.
18. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in einem Loch durch die dort eingebrachte Beschichtungsmasse, die
zugleich als chemischer Dübel verwendet wird, durch oder unter Einbringen eines Befestigungselements
in das Loch vorgenommen wird.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Befestigungselementen um Befestigungselemente für vorgehängte Fassaden,
Fassadenverkleidungen, Lichtdächer, Wintergärten, Schallschutzwände, Messebauten oder
Carports handelt, wobei die Befestigungselemente im eingebauten Zustand direkt oder
über ein oder mehrere weitere Verbindungselemente mit einem tragenden Teil und einem
gehaltenen Bauteil verbunden sind.
20. Verfahren zum Beschichten, insbesondere vor dem Einbau stattfindenden Vorbeschichten,
eines Befestigungselementes, beinhaltend die Verwendung von härtbaren organischen,
anorganischen oder anorganisch-organischen Massen zur wärmedämmenden Abdeckung von
Befestigungselementen im Baubereich nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
21. Verfahren zum Verhindern von Kältebrücken, beinhaltend den Einbau eines nach einem
der Ansprüche 1 bis 19 oder 20 erhältlichen beschichteten Befestigungselementes, wobei
das Befestigungselement derart angebracht wird, dass die Beschichtung mit solchen
weiteren Bauteilen in Kontakt kommt, die sonst bei direktem Kontakt mit dem Befestigungselement
Kältebrücken bilden könnten.
22. Befestigungselement, erhältlich durch Beschichtung gemäß der Verwendung oder dem Verfahren
nach einem der Ansprüche 1 bis 19 beziehungsweise 20.
23. Befestigungselement nach Anspruch 22, welches aus Metall oder einer Metalllegierung
besteht.
24. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 22 oder 23, bei dem es sich um ein Zug
und/oder Druck und/oder Biegezug ableitendes Element handelt.
25. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem es sich um ein in
ein Bohrloch einzutreibendes Ankerelement handelt.