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Verbundbauplatte undVerfahren zu ihrer Herstellung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbundbauplatte, insbesondere
für Naßräume und bewitterte Gebãudeteile, mit einem Mantel aus dünnwandigen AuBenschichten
und einem Kernmaterial zwischen diesen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Derartige Verbunspfatten sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungen
bekannt. Bei einer Gruppe von solchen Konstruktionen (z.B. gemäß OS-1- 559 479)
besteht der Mantel aus dünnwandigen Stahl- oder Leichtmetallbleehen, dieteinen Hohlkörper
bilden welcher mit schäumbarem Kunststoff oau, ausgefüllt wird. Eine solche VerbundflSatte
muß jedoch zur Erzielung einer ausreichenden StoB- und Biegefestigkeit eine relativ
große Wanddicke aufweisen und außerdem sind derartige Bauplatten aufgrund des Schaumstoffkerns
sowie des gut wärmeleitenden Mantels sehr brandempfindlich und sie besitzen infolge
der geringen Dichts des Kernmaterials auch noch eine schlechte Schalldämmung. Die
obigen Nachteile verstärken sich noch, wenn für die Herstellung des Mantels anstelle
von Stahlblechen z.B. Kunststoffplatten Verwendung f-inden. Für Naßräume oder bewitterte
Gebäudeteile ist die 9auplatte gemäß der genannten DT OS im übrigen praktisch nicht
geeignet, da der Mantel hier mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist, die das
Eindringen von Feuchtigkeit in das Kernmaterial ermöglichen.
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Andererseits sind weiterhin Verbundbauplatten, etwa in der-Art der
DT PS 875 403 bekannt gewo-rden, bei denen dünnwandige Außenschichten aus Asbestzementplatten
oder Stahl einen Kern aus leichtem wärmeisolierendem Material, z.B. gehärteter oder
ungehärteter poröser Beton, Leichtbeton, Korkbeton oder poroses plastisches Material
so verkleiden, daß ein im Verhältnis zu der Dicke relativ breite Element entsteht.
Hierbei werden dann zur Verankerung der Deckschichtsn im Kern-Material relativ komplizierte
Anker
erforderlich, um einen sicheren Verbund zu schaffen, wenn eine ausreichende Biegefestigkeit
und Tragfähigkeit erreicht werden soll.
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Bei einigen Zusammensetzungen derartiger Verbundpiatten besteht ferner
er n e hohe Brandempfindlichkeit und/odera>Naßfestigkeit.
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Hochwertige Ober- bzw. Außenflächen werden zwar erreicht, wenn die
Bekleidungsplatten z.8. aus keramischem Material bestehen. Die Herstellung derartiger
Verbundbauplatten mit keramischer Verkleidung kommt aber verhältnismäßig teuer,
vor allem dann, wenn ein Kern aus Beton mit keramischen Fliesen auf den Außenseiten
verkleidet wird. Wenngleich hier zwar die Frage der Wasserbeständigkeit der Oberflächen
lösbar ist, erfordern die vielen Fugen zwischen den einzelnen Fliesen bei den bishedbekannten
Verfahren eine kostenaufwendige individuelle Fertigung.
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Schließlich ist auch bereits bekannt, aus Kunststoff, wie z.B. Acrylglas
oder Polyvynil-Chlorid großflächige Bauplatten herzustellen, bei denen zwei parallel-laufende
dünne Außenwandungen durch innere Stege verbunden sind, die senkrecht zu denAußenwandungen
angeordnet langgestreckte Hohlräume begrenzen. Derartige Bauplatten, auch als Stegplatten
bezeichnet, werden z.B. als Belichtungselemente im Gewächshausbau und für ähnliche
Zwecke verwendet. Sie haben zwar eine hervorragende Wasserbeständigkeit, sind aber
brandgefährdet und besitzen eine geringe Schalldämmung, relativ geringe Biege-Steife-
und Widerstandsfähigkeit gegen Stoß, so daß sie für viele Zwecke im 8au, insbesondere
für die Herstellung von Sanitärzellen oder Außenwände, praktisch nicht geeignet
sind.
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Thermoplaste vom Typ Acrylglas haben sich auch für sanitäre Anlagen,
vorzugsweise für sog. Naßzellen in Kompaktform eingeführt, und die glatte, glänzende
und fugenlose gegen Feuchtigkeit und andere chemische Einflüsse unempfindliche Oberfläche
bringt die Vorteile einer leichten Reinigungsmöglichkeit und den Ausschluß der Gefahr
der Festsetzung von Schmutz und Bakterien. Trotz guter technischer, architektonischer
und funktioneller Erfolge dieser Kunststoffe haben sie jedoch für die Praxis einige
entscheidende Nachteile: Zur Erreichung genügender Stabilität und Widerstandsfähigkeit
gegen Stoß muß die Wanddicke bei solchen Kunststoffwänden relativ sehr groß sein,
was jedoch die Herstellungskosten stark in die Höhe treibt. Auch der Versuch,
z.B.
die Acrylglasschicht solcher Platten in derDicke zu beschränken und sie mit anderen
Kunststoffen höherer Festigkeit, insbesondere stoB-unempfindlichen Schichten aus
glasfaserverstärktem Polyesterharz zu kombinieren, führt nicht zu einer wesentlichen
Senkung der hohen Herstellungskosten.-Ferner ist in jedem Fall kein genügender Widerstand
gegen Brand gegeben und wegen der geringen Masse einer solchen Bauplatte (mehrere
Millimeter Schichtdicke Acrylglas und selbst mit relativ dicker Stützschicht aus
glasfaserverstärktem Kunstharz) ist die Schalldämmung von aus derartigen Bauplatten
hergestellten Wänden, Decken etc. im Sinne der neuzeitlichen Schallschutzforderungen
völlig ungenügend.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Verbundbauplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar
ist und bei relativ ziemlich geringer Wanddicke eine hohe Biegefestigkeit sowie
Stoßunempfindlichkeit und somit Gesamttragfähigkeit, gute Schalldämmung und Naß
festigkeit sowie einen hohen Brandwiderstand besitzt und zugleich architektonisch
bzw. optisch hochwertige, d.h. glatte und fugen-lose Ober- bzw. Außenflächen aufweist.
Die Verbundbauplatte soll ferner die Anwendung eines wirtschaftlichen Fertigungsverfahrens
ermöglichen und es soll daher auch ein entsprechend vorteilhaftes Verfahren zur
Herstellung der Verbundbauplatte angegeben werden. Schließlich sollen die einzelnen
Verbundbauplatten noch ein "tragfähiges" Gewicht aufweisen und die Möglichkeit bieten,
mit Schneidwerkzeugen eine Unterteilung vorzunehmen, bei minimalem MaterialverIust,
derart, daß der Verbund zwischen Mantel und Kern bestehen bleibt.
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Gemäß der Erfindung wirdiese Aufgabe bei einer Verbundbauplatte der
eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß der Mantel in bekannter Weise aus
Kunststoff besteht sowie durch angeformte, seitlich beabstandete Stege zahlreiche
Aufnahmekammern relativ kleinen Querschnitts für das Kernmaterial bildet, das aus
einem gieß- oder schüttfähigen sowie abbindefähigen, wenigstens überwiegend mineralischem
Material besteht, welches nach dem Abbinden im Vergleich zum Mantel-Werkstoff eine
um ein Mehrfaches größere Steife (Produkt aus Trägheitsmoment und Elastizitätsmodul)
besitzt Auf diese Weise wird erreicht, daß an dem Gesamtmaterialaufwand der Verbundbauplatte
zum allergrößten Teil solche Stoffe beteiligt sind, die keinesfalls selbst brennen
können und damit die Brandlast" des betreffenden Raumes
nicht nur
nicht vergrößern, sondern zusätzlich Wärme aufnehmen können. Im Brandfalle wird
also eine solche Verbundbauplatte eine große Widerstandsfähigkeit gegenFeuer zeigen.
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In brandschutztechnischer Hinsicht kommt es bekanntlich nicht nur
auf die Anwendung unbrennbarer Werkstoffe an, sondern es spielt auch die Frage der
Wärmespeicherfähigkeit eine gewichtige Rolle. Je höher die Wärmespeicherfähigkeit
einer Verbundbauplatte nämlich ist, desto länger dauert es, bis bei einer gegebenen
Feuereinwirkung die Temperatur der Verbundbauplatte so hoch wird, daß eine schädliche
Beeinträchtigung ihrer Tragfähigkeit eintritt, oder die Brandwärme von einer Wandseite
auf die andere durchdringt. In dieser Hinsicht ist das erfindungsgemäße Kernmaterial
nicht nur unbrennbar, sondern es besitzt auch eine hohe Wärmespeicherfähig keit.
Dies hat zur Folge, daß trotz Verwendung eines Kunststoffes für den Mantel die Verbundbauplatte
einer Brandeinwirkung lange widerstehen kann, wenn nämlich die eine Seite der Verbundbauplatte
z.B. einer Feuereinwirkung ausgesetztjist, so bewirkt das Kernmaterial durch seine
Wärmespeicherung zunächst eine Kühlung dieser Seite. Aber auch dann, wenn das Kunststoffmaterial
dieser Seite durch Hitzeeinwirkung geschmolzen wird, bleiben die einzelnen Säulen
des Kernmaterials erhalten, und diese verhindern den Sauerstoffzutritt zu den Stegen
zwischen den einzelnen Säulen des Kernmaterials. Allein schon aus diesem Grunde
dauert es daher relativ lange, bis die Tragfähigkeit der Verbundbauplatte ernstlich
gefährdet ist. In schallschutztechnischer Hinsicht wirkt sich das Kernmaterial mit
der sehr großen Dichte ebenfalls günstig aus, denn die Schaildämmung wird umso besser,
je höher das Gewicht der Verbundbauplatte ist. Andererseits bewirkt der hohe Elastizitätsmodul
des Kernmaterials, daß auch bei relativ sehr geringer Wanddicke und dementsprechend
relativ niedrigem Stoffaufwand eine hohe Biegesteifigkeit und St oß festigkeit der
Verbundbauplatte erzielt wird, und zwar bei einem noch akzeptablen Gesamtgewicht.
Zu diesem Vorteil trägt auch deifür sich bereits relativ biegesteife Mantel aus
Kunststoff mit den eingeformten Stegen bei. Aufgrund der Verwendung dieses Mantels
wird auch die erforderliche Naßfestigkeit der Verbundbauplatte erzielt, sodaß diese
z.B. mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Naßräumen bzw. sanitären Anlagen
verwendet werden kann. Der Mantel aus Kunststoff bildet zugleich die architektonisch
und optisch hochwertigen Oberflächen, welche auch leicht zu reinigen sind und das
Ansetzen von Schmutz oder Bakterien verhindern. Im Bedarfsfall kann ferner eine
solche Verbundbauplatte längs der Stege so unterteilt werden, daß nicht nur der
Verbund
zwischen Mantel und Kernmaterial, sondern auch alle oben genannten Vorteile erhalten
bleiben.
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Der Mantel der Verbundbauplatte kann vorteilhaft aus- Kunststoff extrudiert
werden. Als besonders gut geeignete Kunststoffe werden beispielsweise Acrylglas
und Polyphynilchlorid genannt.
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Wenn gettiäß einer Ausgestaltung der Erfindung das Kernmaterial aus
durch hydraulische Bindemittel gebundenen mineralischen Materialien, etwa Beton,
besteht, wird einerseits die Wirtschaftlichkeit der Verbundbauplatte weiter erhöht,
denn dieses Kernmaterialrist relativ preiswert und heute auch in entlegenen Gegenden
(Entwicklungsländern) vorhanden,sowie einfach zu verarbeiten. Der Bindemittelaufwand
ist klein im Verhältnis zum Zuschlagsstoff, z.B. Sand. Andererseits wirkt dieses
die Aufnahmekammern des Mantels ausfüllende Kernmaterial nichQhur durch seine Wärmespeicherfähigkeit
passiv, sondern durch die Verdampfung des in ihm enthaltenen Wassers und/oder die
Abgabe von Zersetzungsprodukten, z.B. CO2 auch aktiv im Sinne des Brandschutzes.
Verwendet man nämlich durch hydraulische Bindemittel gebundene mineralische Materialien
als Kernmaterial, die bei der Aufbereitung durch Wasseraufnahme zur chemischen Reaktion
kommen, so geht das zur Aufbereitung verwendete Wasser alls chemisch gebundenes
Wasser und zusätzliche Feuchtigkeit in die Verbundbauplatte -ein. Wirkt dann ein
Feuer auf die Verbundbauplatte ein, so wird vor einer Zerstörung des Kernamterials
in den Aufnahmekammern durch die Wärmeeinwirkung das gespeicherte und chemisch gebundene-
Kristallwasser zunächst zum Verdampfen gebracht, wodurch bereits eine Kühlung der
Verbundbauplatte eintritt, andererseits bildet der entstehende Wasserdampf eine
Schutzschicht auf dem Kernmaterial.
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Hieraus geht hervor, daß schon eine größere Zeitspanne verstreichen
muß, bis durch Brandeinwirkung die raumabschlieBende und tragende Funktion dieser
Verbundbauplatte zerstört wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der seitliche Abstand zwischen den Stegen etwa gleich der Dicke der Verbund
baui platte und deren Baubreite ein Vielfachwert von diesem-Abstand ist.- Dadurch
ist aligeme.in eine günstige Formstabilität des Mantels gewährleistet, andererseits
bietet dieses Maßverhältnis auch den Vorteil, daß das plastisch in die Aufnahmekammern
eingebrachte Kernmaterial durch den dabei erzeugten
Innendruck nicht
die dünnwandigen Außenschichten des Mantels nach außen wölben kann, bevor der Abbindeprozeß
abgeschlossen ist. Mit anderen Worten: der Mantel bleibt aufgrund der obigen Merkmale
relativ formstabil und nimmt während des Einfülivorganges weder eine dauerhafte
noch elastische Veränderung an, d.h., er bleibt in seiner Sollform. Im Interesse
der Wirtschaftlichkeit soll nämlich eine möglichst dünne Wanddicke des Mantels angestrebt
werden. Bei deifertigen Verbundbauplatte wird das dünnwandige Mantelmaterial durch
die zahlreichen Säulen des Kernmaterials gestützt, wobei selbst bei einer geringen
Durchbiegung der Verbundbauplatte die Verbundwirkung zwischeqden einzelnen Kernmaterial-Säulen
und dem Mantel mit den eingeformten Stegen erhalten bleibt.
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Dadurch, daß die Baubreite der Verbundbauplatte einem Vielfachwert
des Abstandes zwischen den Stegen entspricht, wird eine Erleichterung für den Gebäudeplaner
gegeben. Schließlich ermöglichen diese Merkmale des Anspruches 3 eine vielfache
Unterteilung einer solchen Verbundbauplatte, d.h., eine solche Verbundbauplatte
kann einfach parallel zu und neben einem Steg abgetrennt werden, ohne daß die übrige
Platte in ihren Wirkungen beeinträchtigt wird.
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Gemäß einer Variante der Erfindung können in einigen vorbestimmten
Aufnahmekammern des Mantels zusätzlich zum Kernmaterial oder ohne dieses installationsleitungen
eingebaut werden, wobei die Aufnahmekammern der erfindungsgemäßen Verbundbauplatte
automatisch die "Leer-Rohre" und zugleich "Maßlehren" für die Unterbringung solcher
Leitungen (Versorgungs- und Entsorgungsleitungen oder Elektrokabel) bilden. Beim
Einbau von Leitungen in traditionellen Fertigwänden sind dagegen nachteilige besondere
Halterungen oder zusätzliche Leer-Rohre erforderlich.
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Ein vortailhaftes Verfahren zur Herstellung einer Verbundbauplatte
der obigen Art, bei dem alsMantel eine extrudierte mehrwandige Stegplatte aus Kunststoff
mit hohlkastenförmigen Aufnahmekammern für das Kernmaterial verwendet wird, ist
dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial in die Aufnahmekammern im-Extrusionsverfahren
eingebracht wird. Das Einbringen des Kernmaterials, z.B. in Form von Beton, setzt
zwar "schüttfähiges" Mateiial voraus (z.B. Beton im erdfeuchten Zustand mit geringem
Wasser-
Zement-Faktor), jedoch können die in der Betonpraxis üblichen
Schüttvorrichtungen nicht ohne weiteres hierfür genutzt werden, um die richtige
Kernmaterialmenge in optimaler Zusammensetzung kontinuierlich in die zahlreichen,
relativ engen und langen Aufnahmekammern im Mantel einzubringen. Das schüttfähige
Kernmaterial wird daher erfindungsgemäß in einzelnen "Strängen" unmittelbar in die
Aufnahmekammern extrudiert, wobei Querschnitt und Austrittsgeschwindigkeit dieser
'Stränge" den zu füllenden Aufnahmekamme-rn des Mantels angepaßt sind, sodaß eine
äußerst wirtschaftliche Fertigung der vollständigen Verbundbauplatten erzielt wird.
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Das obige Verfahren kann so ausgestaltet werden, daß die extrudierten
Stegplatten aus Kunststoff mit ihren Aufnahmekammern aufeinander ausgefluchtet in
einer kontinuierlichen Reihe im Takt an dem ortsfest angeordneten Extruder für Kernmaterial
vorbeibewegt und mit Kernmaterial gefüllt werden oder umgekehrt der Extruder im
Takt über die ortsfest aneinander gereihten Stegplatten geführt wird. Dadurch können
sämtliche Aufnahmekammern mindestens jeweils einer Stegplatte in der Stillstandsphase
gleichzeitig mit Kernmaterial versehen werden, wobei der wirtschaftliche Gesamtbetrieb
auch hier gewährleistet ist durch die Extrusion der Stegplatten einerseits und die
Extrusion des Kernmaterials andererseits.
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Eine andere, noch wirtschaftlichere Variante des obigen Verfahrens
besteht darin, die extrudierten Stegplatten aus Kunststoff in einer fortlaufenden
Reihe kontinuierlich am ortsfest angeordneten Extruder für das Kernmaterial vorbeibewegt
und während ihrer Bewegung durch ein oder mehrere Mundstücke mit Kernmaterial gefüllt
werden, die abwechselnd in Förderrichtung und entgegengesetzt hierzu bewegt werden.
Dadurch wird eine optimal zeitsparende kontinuierliche Fertigung der Verbundbauplatten
erzielt.
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Zweckmäßig wird das Kernmaterial je Stegplatte in der dem Füllvolumen
entsprechenden Menge vom Extruder vordosiert und nach dem Eintritt in die Aufnahmekammern
verdichtet. Da das Kernmaterial unter Verdrängung der in den Aufnahmekammern vorhandenen
Luft in diese Kammern extrudiert werden muß, wird insbesondere der Strang des extrudierten
Kernmaterials im Querschnitt so bemessen, daß er nahezu, jedoch nicht völlig dem
Querschnitt der Aufnahmekammern entspricht. Um die erforderliche völlige Ausfüllung
des Volumens der Aufnahmekammern zu gewährleisten, wird das
Kernmaterial
in den Aufnahmekammern während und/oder nach Beendigung des Fülivorganges unter
Druck und/oder Vakuum und/oder durch Rütteln bzw.
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durch eine Kombination dieser Maßnahmen verdichtet.
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Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer- Verbundbauplatte der
obigen Bauart, bei/dem als Mantel eine extrudierte mehrwandige Stegplatte aus Kunststoff
mit hohlkastenförmigen Aufnahmekammern für das Kernmaterial verwendet wird, ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagsstoffe des Kernmaterials, etwa Sand, in
trockenem fließ- oder schüttfähigem Zustand in di Aufnahmekammern eingefüllt werden
und anschließend ein flüssiges Bindemittel in das zuvor in die Aufnahmekammern gefüllte
Kernmaterial injiziert wird. Diese Verfahrensführung ist insbesondere bei sehr großen
Verbundbauplatten z.B. fügdie Erstellung von Außenwänden für Gebäude vorteilhaft.
Denn bei sehr großen Verbundbauplatten, die werkstattmäßig vollkommen fertiggestellt
und auf der Baustelle nur montiert werden, können sich aufgrund des hohen Gewichtes
Schwierigkeiten ergeben, wenn etwa die erforderlichen großen Krane und Transportmittel,
z.B. in Entwicklungsländern, nicht zur Verfügung stehen. Auch bei Verwendung von
grobkörnigen und für das Extrusionsverfahren weniger geeigneten Zuschlagsstoffen
ist die nachträgliche injektion des Bindemittels von Vorteil. In solchen Fällen
wird erst zum Schluß das Bindemittel, z.B. Zementleim, unter Druck so injiziert,
daß das Bindemittel die Hohlräume zwischen dem Schüttgut unter Verdrängung der Luft
ausfüllt und den Verbund herstellt.
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(;gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens können zur Optimierung
des Abbinde-Prozesses im Kernmaterial, insbesondere bezüglich des Wasseranteils
und zur Minimierung der Abbindezeit sowie des Schwind- und KrBchverhaltens des Kernmaterials
die Aufnahmekammern teilweise vor, aber spätestens nach der Füllung vollständig
auch stirnseitig nach außen abgeschlossen werden.
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Wenngleich vom Festigkeitsstandpunkt aus nach dem Einfüllen des Kernmaterials
in der Regel ein dichter Abschluß der Stirnseiten der Verbundbauplatte zwar nicht
erforderlich ist, bringt ein solcher Abschluß nach Beendigung des Einfüllvorganges
bei einem durch hydraulische Bindemittel gebundenen Kernmaterial den Vorteil, daß
man durch einen günstigen Bindemittel- und Wasser-Faktor sowohl die Abbindezeit
optimieren uie auch die Schwind- und Krienhvorgänge minimieren kann. Ferner erleichtert
der Abschluß zunächst der einen Stirnseite bei den oben beschriebenen Fertigungsmethoden
das Einfüllen des Kernmaterials von der anderen Seite, solange das Entweichen der
Luft
aus den Aufnahmekammern gewährleistet ist.
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Da bei den verwendeten Stegplatten die AuBenschichten auf beiden Seiten
einen Feuchtigkeitsaustausch durch diese Schichten hindurch verhindern, wird, wenn
nach beendigter Fertigstellung auch die beiden Stirnseiten vollkommen dicht abgeschlossen
ind, das Eindringen von Feuchtigkeit, z.B. bei Naßzellen oder bei bewittertenAuEenwänden,zuverlässig
vermieden.
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Außerdem wird bei einer allseitig feuchtigkeitsdicht abgeschlossenen
Verbundbauplatte vermieden, daß Problems hinsichtlich der Wasserdampf-Diffusion
auftreten, wenn nämlich zwischen den beiden Seiten flächen der Verbundbauplatte
Unterschiede hinsichtlich der Temperatur und Feuchtigkeit, auch im Wechsel der Jahreszeiten,
auftreten.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Verbundbauplatte
gemäß der Erfindung, die durch eine Nut-Feder-Verbindung mit einer gleichartigen
Verbundbauplatte stirnseitig gekuppelt ist, von der nur ein Teil gezeigt ist; Fig.
2 eine Schrägansicht von Teilen zweier Uerbundbauplatten gemäß der in Fig. 1 gazeigten
Art, wobei jedoch der linke Teil der Aufnahme~ kammern der einen Verbundbauplatte
noch nicht gefüllt ist, während am rechten gefüllten Teil dieser Verbundbauplatte
an derAußenseite einBrandversuch angedeutet ist; Fig. 3 eine Uwerschnitteansicht
einer weiteren Ausführungstorm der erfindungsgemäßen Verbundbauplatte, bei der in
zwei vorbestimmten Aufnahmekammern zusätzlich zum Kernmaterial Installationsleitungen
eingebettet sind; Fig. 4 eine Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform
der Verbundbauplatte gemä-der Erfindung mit LuPtkammern in der neutraIen Zone;-
Fig.
5 eine schematische Schrägansicht eines Extruders zum taktweisen Extrudieren des
Kernmaterials in die Aufnahmekammern der Mäntel, die die Form von Stegplatten aufweisen;
Fig. 6a und 6b jeweils eine schematische Ansicht eines Extrudermundstückes in Verbindung
mit Stegplatten, die sich kontinuierlich bewegen und deren Aufnahmekammern während
dieser Bewegung mit Kernmaterial gefüllt werden und Fig. 7 Schrägansichten vodzwei
Verbundbauplatten, von denen die eine an ihrer unteren Stirnseite bereits durch
ein Abschlußprofil nach außen abgeschlossen ist, während die Stirnseiten der rechten
Verbundbauplatte noch freiliegen und im Abstand von der unteren Stirnseite dieser
Verbundbauplatte das entsprechende Abschlußprofil getrennt dargestellt ist.
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Sämtliche in den Fig. 1 - 7 als Ausführungsbeispiele gezeigten Verbundbauplatten
weisen einen Mantel in Form einer Stegplatte auf, die im Strangpreßverfahren aus
thermoplastischem Kunststoff, z.B. Acrylglas oder Poly phynilchlorid hergestellt
wird. Dabei wird der vom Extruder ausgepreßte Materialstrang auf bestimmte Längen
zugeschnitten, wobei die Abschnittslänge z.B. einer Stockwerkshöhe der Verbundbauplatten
entsprechen kann, wenn diese als Wandelemente eingesetzt werden. Die in den Figuren
1, 2, 5, 6a, 6b und 7 gezeigte Verbundbauplatte 10 weist als Mantel eine dünnwandige
Stegplatte 11 auf, deren eingeformte Stege 12 mit den Außenschichten 13 eine Vielzahl
von Aufnahmekammern 14 für ein Kernmaterial 15, z.B. Beton, begrenzen. Der seitliche
Abstand zwischen den Stegen 12, nachfolgend als Rastermaß R1 bezeichnet, ist etwa
gleich der Dicke D der Verbundbauplatte 10. Die Baubreite R 2 entspricht wiederum
einem Vielfachwert des Rastermaßes R1. An beiden Stirnseiten weist die Stegplatte
11 der Figuren 1 und 2 eingeformte Nuten 16 auf, in die Federn 17 zur stirnseitigen
Verbidung dieser Verbundbauplatten eingeführt werden können. Auf diese Weise lassen
sich aus solchen Verbundhauplatten z.B. Wände für Naßzellen o. dgl. in sogen. Modulbauweise
erstellen. Die Stegplatten 11 werden zu diesem Zweck vorzugsweise in einer Serienfertigung
mit gleichbleibender Baubreite R2 hergestellt, die einer für Gebäudeplanung brauchbaren
Moduleinheit entspricht. Die bewitterte Außenschicht 13 der stegplatteVkann z.B.
mit einEr
aufgedampften Metallschicht versehen werden, um Wärmestrahlen
zu refektieren und somit eine Aufheizung der Verbundbauplatte zu vermeiden, sofern
diese z.B. als Außenwandelement eines Gebäudes verwendet wird.
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Wenngleich die in Pig.gezeigte Stegplattegbereits für sich eine beachtliche
zulässige Zugfestigkeit und Biegesteifigkeit und damit Tragfähigkeit auf-15t weist,
kommt in diesem Zusammenhang jedoch dem Kernmaterialldie entscheidendere Bedeutung
hinsichtlich der Gesamtsteifigkeit der fertigen Platte zu.
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Die Biegesteifigkeit z.B. eines Wandelmentes, d.h. die Widerstandsgröße
gegenüber Kräften senkrecht zur Wandebene, wird bekanntlich gekennzeichnet 4 durch
das Produkt aus Trägheitsmoment I (cm ) und Elastizitätsmodul E 2 (kp/cm ). Das
bedeutet, daß bei einem Biegemoment MR (kp cm) die Durchbiegung f (cm) bestimmt
ist durch die Gleichung
Da eine kleine Durchbiegung der Verbundbauplatte erwünscht ist, kommt es also darauf
an, das Produkt E x J möglichst groß zu machen.
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Bei einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Wandquerschnitt ist
die gesamte Biegesteifigkeit gleich der Summe der Biegesteifigkeit der einzelnen
Wand-Bestandteile. Bei der vorlisgenden Verbundbauplatte besitzt die aus zwei Außen-
bzw. Deckschichten und inneren Verbindungsstegen zusammengesetzte Stegplatte 11
aus Kunststoff, vorzugsweise Acrylglas ein Elastiziq 2 tätsmodul in der Größenordnung
von etwa 104 bis 3 x 10 kp/cm . Im Vergleich 2 zu Stahl mit etwa 2 x 106 kp/cm liegt
der Unterschied in der Größenordnung 5 von zwei 10er Potenzen, im Vergleich zu hochwertigem
Beton mit 10 bis 2 x 105 kp/cm2 eine 10er Potenz tiefer. Zwar besitzen die Außenschichten
13 der Stegplatts 11 relativ großen Abstand von der neutralen Zugachse der Verbundbauplatte,
gleichwohl ist aber infolge der geringen Wanddicken des Kunststoffquerschnittes
das Trägheitsmoment J relativ klein.
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Demgegenüber aber besitzt das erfindungsgemäße Kernmaterial aus einem
gieß- odedschdttfähigen sowie abbindefähigen, wenigstens üb-erwiegend mineralischei
Material nicht nur ein relativ hohes Elastizitätsmodul E, z.B.
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5 5 2 bei zementgebundenem Beton in der Größenordnung von 10 bis
2 x 10 kp/cm , sondern auch ein relativ hohes Trägheitsmoment , da bekanntlich bei
einem Rechteck-Querschnitt das Trägheitsmoment J in der dritten Potenz der Konstruktionshöhe,
hier also mit der dritten Potenz der Wanddicke steigt.
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In diesem Sinne eignet sich neben Zement, abgesehen von'dem Wassergehalt,
grundsätzlich z.B. auch Anhydrit als Bindemittel für das Kernmaterial.
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Eine besondere Schwierigkeit in der Massenfertigung der erfindungsgemäßen
Verbundbauplatte ergibt sich nun daraus, daß diese bestimmungsgemäß eins relativ
geringe Dicke aufweissn und die als Mantel verwendeten Stegplatten eine Vielzahl
von Aufnahmekammern relativ kleinen Querschnitts für das Kernmaterial enthalten.
Dabei ist nun die Längsausdehnung dieser Aufnahmekamern im Verhältnis zur Dicke
der Stegplatten bzw. Verbundbauplatten sehr groß1 Beispielsweise beträgt bei einer
Gesamtdicke der Verbundbauplatte von 20 mm die lichte Weite der Aufnahmekammern
nur etwa 18 mm, während andererseits die Bauhöhe einer solchen Verbundbauplatte
etwa 2400 - 2500 mm betragen kann. Dies bedeutet, daß die Länge der Aufnahmekammern
120 x so groß ist wie ihre lichte Weite. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich
daraus, daß gleichzeitig mit der Füllung der Aufnahmekammern die vorher in diesen
Kammern vorhandene Luft abgeführt werden muß. Um beispielsweise stehende Stegplatten
von oben zu füllen, muß die Luft nach oben entweichen können, wenn vorausgesetzt
wird, daß die Aufnahmekammern an der Unterseite bereits abgeschlossen sind. Die
Luft muß also dann entgegen dem Strom des eingebrachten Kernmaterials entweichen
können.
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Noch eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß bei wirtschaftlicher
Verarbeitung von Beton, Anhydrit oder ähnlichen Stoffen als Kernmaterial jeweils
größere Mengen pro Zeiteinheit verarbeitet werden müssen, um geringe Lohnkosten,bezogen
auf die verarbeitete Stoffmenge, zu erzielen.
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Es wurde nun herausgefunden, daß vorstehende Schwierigkeiten sämtlich
vermieden werden können, wenn das Kernmaterial z.B. im Extrusionsverfahren in die
Aufnahmekammern eingebracht wird, das in verschiedenen Varianten ausgeführt werden
kann, wie nachstehend anhand der Fig. 5,6 a und 6 b erläutert wird.
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In Figur Sist schematisch ein Extruder 18 angedeutet, der eine der
Zahl der Aufnahmekammern 14 jeweils einer Stegplatte 11 entsprechende Zahl von Mundetücken
19 aufweist durch die Einzelstränge 19 a des Kernmaterials, z.B. Beton im erdfeuchten
Zustand, in die Aufnahmekammern 14 extrudiert werden. Der intrittsquerschnitt der
Beton-Einzeletränge 19 a ist dabei etwa.- kleiner als der Querschnitt der einzelnen
Aufnahmekammern 14, so daß die durch den Beton verdrängte Luft aus den Aufnahmekammern
im Gegen strom entweichen kann, denn-es wird vorausgesetzt, daß im Ausführungsbeispiel
die unteren Stirnseiten der einzelnen Stegplatten 11 bereits abgeschlossen sind.
Alternativ ist es auch möglich, die durch den Beton verdrängte Luft nach unten entweichen
zu lassen und erst nach Abschluß des Fülivorganges beide Stirnseiten der Stegplatte
abzuschließen.
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Die Stegplatten 11 uerden hochkant von einem nicht gezeigten Förderer,
mit ihren Aufnahmekammern 14 in Transportrichtung T aufeinander ausgefluchtet in
einer kontinuierlichen Reihe im Takt an dem ortsfest angeordneten Extruder 18 vorbeibewegt.
In den Stillstandsphasen werden die Aufnahmekammern 14 jeder Stegplatte 11 gleichzeitig
mit Beton gefüllt.
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Der Beton wird dabei je Stegplatte vom Extruder 18 in einer Menge
vordosiert überdie Mundstücke 19 zugeführt, die dem Füllvolumen der Aufnahmekammern
14 je Stegplatte entspricht. Ein nicht gezeigter Schaltmechanismus bewirkt nach
Füllung einer Stegplatte den taktweisen Vorschub der Reihe von Stegplatten um ein
Ausmaß, daß die Aufnahmekammern 14 der nachfolgenden Stegplatte mit den Mundstücken
19 ausgefluchtet sind. Damit der in die Aufnshmekammern extrudierte Beton diese
auch tatsächlich ausfüllt, kann der Beton in einem weiteren Arbeitsschritt z-.B.
durch Rütteln der Stegplatten verdichtet werden.
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Bei der in den Figuren 6 a und 6 b gezeigten Variante werden die Stegplatten
11 in Längsrichtung aufeinander ausgefluchtet kontinuierlich jeweils an einem ortsfesten
Extruder (nicht gezeigt) vorbei bewegt, dessen Mundstück 19 -a bzw. 19 b in Transportrichtung
T der Platten, jeweils auf eine leere Aufnahmekammer 14 ausgefluchtet, so lange
mitläuft9 bis die betreffende Aufnahmekammer mit Beton gefüllt ist, woraufhin das-
Mundstück 19 a bzw. 19 b entgegengesetzt zur Transportrichtung T schnell zurückbewegt
und auf die nachfalgende leere Aufnahmekammer 14 ausgefluchtet wird, um in diese
Beton zu extrudieren, usw. Der Transport der Stegplatten erfolgt
gemäß
Figur 6 a durch (hier seitlich angreifende) Förderbänder 20, wobei die Stegplatten
mit ihrer unteren Stirnseite z.8. auf Rollen abgestützt sein können, während bei
der Variante nach Figur 6 b ein herkömmliches, nicht gezeigtes Förderband verwendet
wird und die Stegplatten durch nicht gezeigte seitliche Führungen in vertikaler
Lage gehalten werden. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 6 a und 6 b
ist es auch möglich, mehrere Stegplatten nebeneinander liegend und ausge fluchtet
in linearen Reihen an einem Extruder mit mehreren Mundstücken, ähnlichtjemjenigen
nach Figur 5, vorbeizuführen.
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Die mit Kernmaterial 15 z.B0 mit Beton gefüllten Stegplatten können
an ihren Stirnseiten z.8. mit dauerelastischem Kitt oder Profil-Abschlußleisten,
auch aus elastischem Werkstoff, abgeschlossen werden. In Figur 7 sind zwei Verbundbauplatten
10 gezeigt, von denen die linke an ihrer unteren Stirnseite bereits mit einer Profil-Abschlußleiste
21 versehen ist, die in Figur 7 rechts für sich dargestellt ist. Diese Profil-Abschluleiste
21 kann in analoger Weise auch zum Abschluß der oberen Stirnseite der Verbundbauplatte
verwendet werden. Die Profil-Abschlußleiste weist zu diesem Zweck je zwei Längsschlitze
22 sowie eine Reihe vonQuerschschlitzen 23 auf, in die die beiden Außenschichten
13 sowie die Stege 12 der Stegplatte eingeschoben werden können, um einen einwandfreien
Abschluß der beiden Stirnseiten der mit Kernmaterial gefüllten Stegplatten zu erreichen.
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In Figur 3 ist eine Verbundbauplatte 10 a im Schnitt gezeigt, deren
dünnwandige Stegplatte 11 a aus extrudiertem Kunststoff zickzackförmig eingeformte
Stege 12 a enthält, die Aufnahmekammern begrenzen, welche z.B.
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mit Beton 15 gefüllt sind. Erfindungsgemäß ist es möglich, gleichwohl
in einigen vorbestimmten Aufnahmekammern zusätzlich zum Beton 15 installationsleitungen,
z.B. Rohrleitungen 24 undelektrische Kabel 25 sinzubeten. Diese Rohrleitungen 24
bzw. Kabel 25 können sich über die gesamte Bauhöhe erstrecken und seitlich aus der
Verbundbauplatte zur Schaffung entsprechender Anschlüsse heraus geführt sein, wie
in Figur 3 gezeigt ist. Der abgebundene Beton 15 bietet zusammen mit der Stegplatte
11 a aus Kunststoff ferner die Möglichkeit an der Außenseite der Verbundbauplatte
Teile, wie z.B. elektrische Schalter, Leuchten, usw. anzuschrauben.
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Figur 4 zeigt im Schnitt eine Verbundbauplatte 10 b, deren Stegplatte
11 b aus extrudiertem Kunststoff zusätzlich zu den beiden AuBenschichten bzw. -wänden
noch zwei parallel verlaufende Innenwände 26 und 27 aufweist, die zusammen mit den
querverlaufenden Stegen 12 b zahlreiche Aufnahmekammern begrenzen, von denen lediglich
die den Außenwänden benachbarten mit Kernmaterial 15, z.B. Beton, gefüllt sind,
während die in der neutralen Zone der Verbundbauplatte liegenden inneren Aufnahmekammern
Luft enthalten, wodurch diese Verbundbauplatte, neben den bereits erwähnten Vorteilen
zusätzlich einen relativ hohen Wärmedämmwert aufweist.
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In Figur 2 ist bei 30 einz'durch Brandeinwirkung beschädigte Stelle
der Verbundbauplatte 10 angedeutet, die erkennen läßt, daß zwar die eine Außenschicht
13 zum Teil bereits abgeschmolzen ist, andererseits jedoch die gegenüberliegende
Außenschicht die Stege 12 und der als Kernmaterial 15 dienende Beton erhalten sind
und die Funktionen der Verbundbauplatte weiter gewährleisten.