DE2716325A1

DE2716325A1 - Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten strukturen

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Publication number: DE2716325A1
Application number: DE19772716325
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: MILBURN JUN
Current assignee: MILBURN JUN
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1977-10-27
Also published as: JPS52124724A; GB1541824A; IT1074107B; AU508574B2; AU2402877A

Description

PFENNING · MAAS · SEILER · MEINIG · LEMKE · SPOTT

PATENTANWÄLTE L 1 A O 3 2 5

BERLIN · MÜNCHEN · AUGSBURG

Patentanwälte ■ Kurfurstendamm 170 ■ D 1000 Berlin 15	Ihre Nachricht vom Your letter of	Unser Zeichen Our reference	7.	J Pfenning, DIpI -Ing Berlin Dr. I Maas, Dipl Chem München H Seiler. Dipl -Ing - Berlin K H Meinig. Dipl -Phys - Berlin J M Lemke, Dipl -Ing. - Augsburg Dr. G. Spott, Dipl.-Chem. - München
		ME/SO/ST	I BÜRO BERLIN: I Kurfürstendamm 170 I D 1000 Berlin 15
675 635			Telefon: 030-8812008/8812009
			Telegrammadresse: Seilwehrpatent
			Berlin Date
Ihr Zeichen Your reference			April 1977

WILLIAM W. MILBURN, Jr. 945 9th Street, Boulder, Colorado 80302, V. St. A.

Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Strukturen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung von aus einer pneumatischen Luftform, einem dämpfenden und isolierenden Material niedriger Sichte und Festigkeit, und einer tragenden Schicht aus einem zementhaltigen Stoff zusammengesetzten Struktur, und sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von Strukturen, bei dem isolierender Stoff auf eine aufgeblasene Luftform gesprüht und der Luftdruck innerhalb der Luftform zwecks Tragens einer weiteren Sohicht aus tragendem Stoff aufrechterhalten wird.

Trotz ihrer attraktiven Einfachheit hat sich die Verwendung von pneumatischen Luftformen zur Formgebung von aufgesprühten, diohten tragenden Stoffen, wie z.B. von sementhaltigen Stoffen,

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als schwierig erwiesen. Derartig dichte Stoffe neigen dazu, die Luftform zu verzerren und in Schwingungen zu versetzen. Insbesondere beim Aufseprühen auf die Innenfläche der Luftform werden die Stoffe hierdurch versetzt.

Die Vorteile der Verwendung einer pneumatisch aufblasbaren Luftform als Basisstruktur für eine aus einem aufgesprühten polymeren Schaumstoff hergestellte Struktur sind jedoch erkannt und in der USA-Patentschrift 3 277 219 vom 4. Oktober, 1966 der Anmelderin Lloyd S. Turner offenbart worden.

Bisher wurde zur Herstellung einer polymeren Form für einen haltbareren Stoff, wie z.B. Beton, ein zweistufiges Verfahren verwendet. Zuerst wird eine pneumatische Luftform aufgeblasen. Dann wird auf die Innenfläche der aufgeblasenen Luftform ein leichter Stoff, z.B. ein Kunststoffschaum, aufgesprüht, um eine selbsttragende Polymerschaumform zu bilden, die weiteren Schichten von z.B. Beton eine unabhängige anfängliche Unterstützung gewährt. Die pneumatische Luftform wird durch einen Luftkompressor aufgeblasen, der bis zur Beendigung des Schaumaufsprühens in Betrieb gehalten wird. Sa bisher davon ausgegangen wurde, daß der Polymerschaum eine selbsttragende Schicht ausreichender Dicke und Festigkeit bildet, um sich selbst und später aufgetragene Schichten tragenden Stoffs, wie z.B. aufgesprühten Betons, ohne Hilfe seitens des ursprünglichen Luftüberdrucks zu tragen, wird bei diesem bisherigen Verfahren der Kompressor dann nicht mehr benötigt. Nach dem Aushärten der selbsttragenden Schaumschicht bildet sie eine bequem zu erstellende, relativ preiswerte Form für die Betonschicht. Die verstärkte Betonschicht verleiht der Struktur Festigkeit und Dauerhaftigkeit, und es ist nicht notwendig, nach dem Aushärten der Betonschicht die Schaumschicht zu entfernen, da letztere zur Isolierung der Struktur beiträgt.

Für die erwähnten Strukturen hat sich das Turner-Verfahren als vorteilhaft herausgestellt. Bei großen Strukturen wird

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eine selbsttragende Schaumschicht als anfängliche Unterstützung für die Schicht aus zementhaltigem oder ähnlichem Stoff unwirtschaftlich. Um ein Selbsttragen der Schaumschicht zu erreichen, muß diese unwirtschaftlich dick sein. Das Turner-Verfahren bietet für kleinere Strukturen vorteilhafte Schichtdickenverhältnisse, d.h. 76 - 127 mm Schaumschichtdicke ist ausreichend für eine selbsttragende Form für die Betonschicht. Wenn jedoch größere Strukturen erstellt werden müssen, erreicht die notwendige Schaumschicht dicke eine Größenordnung, die nicht zur Isolierung notwendig und daher unwirtschaftlich ist. Die Herstellung von großen Strukturen unter Verwendung einer selbsttragenden Schaumschicht war daher bisher nicht wirtschaftlich. Ferner konnte das Turner-Verfahren nur bei relativ teueren geschäumten Polymeren mit einer zur Bildung einer selbsttragenden Form ausreichenden Festigkeit verwendet werden. Billigere, nicht-polymere Isolierstoffe besitzen nicht eine ausreichende Festigkeit, um gemäß der Definition von Turner als "selbsttragend" zu gelten.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von aus Schichten zusammengesetzten Strukturen.

Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Struktur mit optimalen Isoliereigenschaften zusammen mit optimalen Festigkeitseigenschaften eines tragenden Stoffs.

Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Struktur aus isolierendem Stoff, wie z.B. geschäumten Polymeren, und aus tragendem Stoff, wie z.B. zementhaltigem Stoff, wobei bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der isolierende Stoff den tragenden Stoff vor Temperaturveränderungen infolge von Wetterbedingungen und anderen Ursachen schützt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines

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neuen und verbesserten Verfahrens zur schnellen Herstellung einer zusammengesetzten Struktur in einer geschlossenen Umgebung.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer zusammengesetzten Struktur vorgeschlagen, bei dem eine Luftform aufgeblasen, eine Schicht isolierenden Stoffs auf die Luftform ausgespriiht und der aufgesprühte isolierende Stoff aushärten gelassen wird, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die aus Luftform und isolierendem Stoff bestehende Struktur auch durch Aufrechterhaltung eines Luftiiberdrucke innerhalb der Struktur während des Auftragens eines aushärtbaren, tragenden Stoffs auf der aus Luftform und isolierendem Stoff gebildeten Struktur unterstützt wird, wobei der Luftdruck innerhalb der zusammengesetzten Struktur aufrechterhalten wird, bis der tragende Stoff ausgehärtet ist und die Struktur trägt.

Es folgt eine Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbiespiele der Erfindung an Hand der beigefügten Pig. 1-9* Hierbei sind:

Pig. 1 ein vereinfachter Schnitt durch eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Struktur;

Pig. 2-6 Schnitte durch weitere Ausführungsbeispiele von mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Strukturen;

Pig. 7 ein vereinfachter Schnitt zur Darstellung eines bevorzugten Verfahrens zur Aufbringung von Isolierstoff;

Pig. θ ein Schnitt ähnlich Pig. 7 zur Darstellung eines bevorzugten Verfahrens zur Aufbringung von tragendem Stoff; und

Pig. 9 eine Auftragung der notwendigen Dicke polymeren Stoffs bei einer selbsttragenden Schaumschicht bei verschiedenen Spannweiten einer Domstruktur. - 5 -

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* - ⁹" 271632$

In Pig. 1 weist die Bezugsziffer 10 auf eine erfindungagemäße zusammengesetzte Struktur. Die Struktur 10 besteht aus einer Luftform 12, die wie dargestellt mit der Struktur integriert sein kann, oder wahlweise von der Struktur 10, einer isolierenden Schicht H und einer tragenden Schicht 16 entfernbar sein kann.

Falls die Luftform 12 entfernbar ist, besteht sie vorzugsweise aus Polyäthylenschichtstoff. Im allgemeinen ist Polyäthylenschichtstoff genügend gewachst, um das Entfernen der Luftform 12 von der Struktur 10 zu gestatten. Falls jedoch andere Stoffe verwendet werden, kann es erwünscht sein, ein Trennmittel auf die gespritzten Flächen aufzutragen, um das Entfernen der Luftform 12 zu erleichtern.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung jedoch ist die Luftform 12 absichtlich mit der isolierenden Schicht H verklebt und bildet einen integralen Bestandteil der Struktur 10. In solch einem Fall ist ein Textilstoff aus Polyethylenterephthalat, was unter der Handelßbezeichnung Dacron erhältlich ist, ein bevorzugtes Material. Nylon ist weniger bevorzugt, da es sich leichter dehnt, gegenüber Strahlungseinwirkung, insbesondere ultravioletter Strahlung, weniger widerstandfähig ist und, da es hygroskopisch ist, wenn naß seine Abmessungen ändert. Auf jeden Fall ist es erwünscht, daß dauerhafte Textilstoffe für die Luftform mit Urethanverbindungen überzogen werden, um sie gegenüber Wasser und Luft undurchlässig zu machen.

Es ist aus mehreren Gründen vorzuziehen, daß die Luftform 12 und dementsprechend schließlich die Struktur 10 eine runde Gestalt aufweisen. Derartige Formen besitzen ein hohes Festigkeits-zu-Materialaufwands-Verhältnis, ein niedriges Außenoberfläche-zu-Rauminhalts-Verhältnis zwecks Energieeinsparung und lassen sich leicht herstellen. Obgleich beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Luftform 12 eine runde Gestalt aufweist, kann sie eine Vielzahl von Gestalten einschließlich

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solcher mit geraden Begrenzungsf lachen aiii weisen. Senkrechte Wände und flache oder geneigte Dächer sind erfindungsgemäß vorsehbar. Da es die Erfindung jedoch gestattet, auf einfache Weise ästhetisch attraktive und festigkeitssteigernde räumlich gekrümmte Flächen herzustellen, sind erfindungsgemäß derartige Konstruktionen bevorzugt.

Schicht H besteht aus einem sprlihbaren Stoff niedriger Festigkeit, vorzugsweise aus einem polymeren Stoff mit einer Vielzahl von gasgefüllten Hohlräumen. Jedoch sind andere ähnliche sprühbare Stoffe ebenfalls verwendbar. Außer daß sie eine isolierende Aufgabe zu erfüllen hat, muß Schicht H, die in ihrer Gestalt der Struktur 10 folgt, auch andere Aufgaben erfüllen.

Die isolierende Schicht H besteht aus aufsprühbaren Stoffen, die eine relativ niedrige Festigkeit, niedrige Dichte und niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Derartige Stoffe weisen im allgemeinen eine zweiphasige Struktur auf, bei welcher ein festes Material eine Vielzahl von gasgefüllten Hohlräumen, vorzugsweise abgeschlossenen Hohlräumen, aufweist. Da der isolierende Stoff eine niedrige Dichte besitzt, kann man ihn direkt auf die straff gespannte Luftform 12 aufsprühen, ohne daß diese in Schwingungen versetzt wird, wodurch der Stoff von der Luftform 12 geschüttelt würde. Würde beispielsweise ein schwerer tragender Stoff wie z.B. flüssiger Beton auf die Luftform 12 gesprüht werden, so würde diese sich beim Auftreffen des Betons erheblich verformen und in Schwingungen ge,-raten, wodurch der Beton von der Luftform 12 abgerüttelt würde.

Zusätzlich zum bevorzugten expandierten Polymerstoff, wie z.B Polyurethanschäume oder Harnstoff-Formaldehydschäume, können auch andere Stoffe verwendet werden. Bespielsweise können thermoplastische Stoffe in Form von Teilchen oder KUgelohen die bevorzugt gasgefüllte Hohlräume aufweisen - als ungeschmolzene Teilchen mit klebrigen Oberflächen - infolge Er-' - 7 H

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hitzens oder des Aufbringens eines Klebers auf die Teilchen aufgesprüht werden. Expandierte Polystyrolteilchen sind typisc für derartige Stoffe. Wenn die Teilchen auf die Luftform treffen, haftet die klebrige Oberfläche an der Luftform und an den anderen aufgesprühten Teilchen. Zusätzlich zu den Hohlräumen, die bevorzugt in den Teilchen per se vorhanden sind, bilden sich zwischen den Teilchen zusätzliche Hohlräume, da die Teilchen an relativ kleinen Flächen aneinanderhaften. Einfache Klebstoffe tierischen Ursprungs oder ähnliche Klebstoffe können eingesetzt werden.

Ein weiterer nützlicher Isolierstoff besteht aus expandierter Zellulose oder feinzerteiltem Papier, welche Stoffe mit einem Klebstoff vermengt und auf die als Stützfläche dienende Luftform 12 aufgesprüht werden. Die resultierende aufgesprühte Schicht ähnelt nach dem Abbinden des Klebstoffs Papiermache und besitzt eine niedrige Festigkeit aber ausgezeichnete];soliereigenschaften. Ein derartiger Isolierstoff auf Papierbasis ist wirtschaftlich und leicht verfügbar.

Die Isoliereigenschaften verschiedener Stoffe hängen von der jeweiligen Zusammensetzung, dem Aufbringungsverfahren, dem Expansionsgrad usw. ab, aber ein typischer Polymerschaum mit einer Schichtdicke von 152 mm hat einen Isolierwert von R42, mit einer Schichtdicke von 76 mm einen Isolierwert von R21. Die Stoffe auf Papierbasis und thermoplastischer Basis weisen ungefähr die gleichen Isolierwerte auf. Hieraus ist ersieht- ; lieh, daß eine Schaumschicht mit einer Dicke von mehr als 76 bis 102 mm für die meisten Anwendungszwecke keine wirtschaftlich erhebliche zusätzliche Isolierung bewirkt. Insbesondere im Falle des Stoffs auf Papierbasis wäre eine sehr dicke Schicht notwendig, um eine selbsttragende isolierende Struktur zu schaffen, d.h. eine Struktur, die ihr eigenes Gewicht und das Gewicht einer später aufgetragenen tragenden Schicht stützen könnte. Obgleich die geschäumten bzw. expandierten polymeren Stoffe im Vergleich zu den Isolierstoffen auf der Basis von Papier eine erhöhte Festigkeit aufweisen,

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sind diese Stoffe auch vergleichsweise teuer wenn sie als tragfähiger Stoff zur Herstellung einer selbsttragenden Form eingesetzt werden. Wenn in optimalen Mengen eingesetzt, sind geschäumte bzw. polymere Stoffe sehr wirksam und wirtschaftlich als Isolierstoffe.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erfindungsgemäße isolierende Schicht 14 als Dämpfungsschicht auf der Luftform 12 wirkt und eine spätere Auftragung von schwereren, tragfähigen Stoffen gestattet. Die isolierende Schicht 14 jedoch soll nicht in erster Linie zur Tragfähigkeit der Struktur beitragen und soll nicht später aufgetragene Schichten tragen. Nachdem die tragende Schicht 16 aufgetragen worden ist und ausgehärtet ist, dient die isolierende Schicht 14 zur Isolierung der Struktur 10 bezüglich ihres Innenraumes und zum Schutz der inneren tragenden Schicht 16 vor einem Thermalschock, wie dies im folgenden erläutert wird.

Im allgemeinen sind die isolierenden Stoffe aufsprühbar und bilden dann eine ausgehärtete Schicht mit einer Wichte von vorzugsweise unter 1200 kp/m , erwünschter Weise unter 160 kp/m , am besten unter 80 kp/m , einer Tärmeleitfähigkeit von vorzugsweise unter 1,24 (cal/St cm cm ⁰C), erwünschter Weise unter 0,62, am besten unter 0,31, und einer Druckbruchfestigkeit von gewöhnlich unter 14 kp/cm , meistens unter 3,5 kp/cm . Natürlich sollte die Festigkeit des Isolierstoffe so hoch wie möglich sein, aber sprühbare hochfeste Isolierstoffe sind nicht ohne weiteres erhältlich.

Schließlich besteht die tragende Schicht 16 vorzugsweise aus einem zementhaltigen Stoff, wie z.B. aus einem hydraulischen Zement wie Portland-Zement, Grips-Zement, Futzgips, Stuck usw. vorzugsweise in sprühfähiger Gestalt. Ebenfalls die nach geschützten Verfahren hergestellten Stoffe "Gunite" und "Shotcrete" können hier zum Einsatz gelangen. Die zementhaltigen Stoffe können verstärkt oder ohne Verstärkung eingesetzt werden. Im Falle verstärkter Stoffe wird das Verstärkungsmaterial

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vorzugsweise angrenzend an die isolierende Schicht 14 vorgesehen, wonach der zenienthaltige Stoff auf und um das Verstärkungsmaterial gesprüht wird. Stahlfasern sind besonders geeignet, da sie zusammen mit dem zementhaltigen Stoff aufgesprüht werden können.

Bei der in Pig. 1 dargestellten Struktur 10 wird eine besondere Zusammenwirkung dadurch erzielt, daß die isolierende Schicht 14 relativ zur zementhaltigen tragenden Schicht 16 weiter außenliegend vorgesehen ist. Zementhaitiger Stoff eignet sich ausgezeichnet als tragender Bestandteil einer Struktur, erleidet aber Haarrisse und Qualitätseinbußen, wenn er Temperaturzyklen unterhalb O⁰C unterworfen wird, inbesondere im Falle relativ dünner Schichten. Andererseits neigt die isolierende Schicht 14 dazu, wenn sie aus den oben genannten Stoffen besteht, unter Einwirkung erhöhter Temperaturen zu schmelzen und sich zu zersetzen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel würde die Entstehung eines Brandes innerhalb der Struktur 10 während eines beträchtlichen Zeitraumes die isolierende Schicht 14 nicht beeinträchtigen, falls die tragende Schicht 16 aus einem zementhaltigen Stoff besteht, da dieser gegenüber Wärmeeinwirkung ziemlich inert und widerstandsfähig ist. Eine längere Brandzeit muß gegeben sein, bevor der zementhaltige Stoff versagt bzw. genügend Wärme an die isolierende Schicht gelangen lässt, um diese zu zerstören. Andererseits schützt die isolierende Schicht 14 die zementhaltige Schicht 16 gegen vom Wetter verursachte Temperaturzyklen. Da das Innere der Struktur 10 eine gleichbleibende Temperatur aufweist und da der zementhaltige Stoff der tragenden Schicht 16 einen erheblichen Wärmespeicher an der Innenwandung der Struktur 10 darstellt, wird der die tragende Schicht 16 bildende zementhaltige Stoff wirksam vor schädlichen Temperaturzyklen geschützt·

Zusätzlich zu den verstärkten und nicht verstärkten, vorzugsweise zementhaltigen Stoffen für die tragende Schicht 16, können auch andere bekannte Stoffe mit einem hohen Pestig-

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keits:Gewichts- bzw. Festigkeits:Volumen-Verhältnis verwendet werden. Beispielsweise sind glasfaser-verstärkte Polymere oder unverstärkte Polymere wie z.B. Epoxide, Polyester und Vinylverbindungen geeignet, obgleich die Kosten und Wirksamkeit derartiger tragender Stoffe im allgemeinen geringer als bei den bevorzugten zementhaltigen Stoffen sind. Obgleich es möglich ist, die isolierende Schicht 14 zu verstärken, ist vorzugsweise die Verwendung von verstärkenden Stoffen, ob in Form von Mikro- oder Makroteilchen, auf die tragende Schicht 16 zu begrenzen. Eine Verstärkung ist nicht nur wirksamer, wenn sie bei den die tragende Schicht 16 bildenden Stoffen angewendet wird, sondern Verstärkungselemente in der isolierenden Schicht H können zu Wärmeleitbahnen werden. Die verstärkenden Stoffe können jedenfalls auf bekannte Weise eingesetzt werden. Im Falle von Polymerstoffen können zerhackte Glasfasern aufgesprüht werden.

Die zur Bildung der tragenden Schicht 16 geeigneten Stoffe sind im allgemeinen dicht, fest, insbesondere bezüglich Druckspannungen, weisen jedoch meistens eine ziemlich hohe Wärmedurchlässigkeit auf. Zementhaltige Stoffe, insbesondere hydraulische Zementarten wie z.B. Portland-Zement, Putzgips, Zementmörtel usw. sind typisch für solche Stoffe. Ein sprühbarer Stoff wird bevorzugt, aber andere Auftragungsverfahren wie z.B. Verputzen können eingesetzt werden.

Derartige tragende Stoffe sollten eine Druckfestigkeit von mindestens 35,2 kp/cm , erwünschter Weise wenigstens 105»5

ρ p

kp/cm , am besten wenigstens 352 kp/cm aufweisen. Um derartige Pestigkeitswerte erzielen zu können, besitzen tragende Stoffe eine Wärmeleitfähigkeit (cal/St cm cm ⁰C) von meist mehr als 1,86, meistens jedoch von mehr als 6,2. Natürlich sind solche Stoffe ebenfalls sehr dicht, d.h. über 1600 kp/m . Auf diese Weise unterscheiden sich isolierende Stoffe und tragende Stoffe deutlich voneinander.

Pig. 3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfin-

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dung, d.h. der Struktur 10. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1, wobei die Luftform 12 die Außenfläche bildet, gefolgt von einer zwischenliegenden isolierenden Schicht 14 und einer innenliegenden tragenden Schicht 16. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Umkehrung von Fig. 2, weist jedoch den Nachteil auf, daß die tragende Schicht 16 Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Bei einigen Anwendungsfällen kann diese Ausführungsform jedoch erwünscht sein, um die Außenfläche der Struktur 10 wetter- und abriebefester zu gestalten.

In Fig. 4 bzw. 5 sind Strukturen 10 dargestellt, bei denen die isolierende Schicht 14 außerhalb und die tragende Schicht 16 innerhalb der Luftform 12, bzw. die isolierende Schicht innerhalb und die tragende Schicht außerhalb der Luftfonn vorgesehen sind. Die Ausführungaformen gemäß Fig. 4 und 5 führen zu schwierigeren Baubedingungen, während sie kaum funktionelle Vorteile bieten. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Demonstration der Vielseitigkeit der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 6 ist eine besonders komplizierte Struktur dargestellt Sowohl auf die Innenoberfläche als auch auf die Außenoberfläche der Luftform 12 werden isolierende Schichten 14 aufgesprüht. Danach wird auf sowohl die innenliegende als auch auf die außenliegende isolierende Schicht 14 je eine tragende Schicht 16 aufgetragen. Diese Struktur ist schwieriger herzustellen, und zwei isolierende Schichten H bieten gegenüber einer Schicht mit der summierten Schichtdicke kaum Vorteile. Für einige Anwendungsfälle kann es jedoch erwünscht sein, sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite der Struktur 10 je eine tragende Schicht 16 zu haben.

In Abhängigkeit von den Umgebungsanforderungen an die Struktur 10 können die Luftform 12, isolierende Schicht(en) 14 und tragende Schicht(en) 16 in vielen Kombinationen vorgesehen werden.

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Das Verfahren zur Herstellung der Struktur 10 ist aus Fig. 7 und 8 ersichtlich. Wie in Fig. 7 dargestellt, wird die Luftform 12 mittels eines Kompressors 18 aufgeblasen, der z.B. mittels eines Schlauche 20 mit einem zum Teil von der Luftform 12 begrenzten Hohlraum in Verbindung steht. Die Luftform 12 wird auf diese Weise aufgeblasen, und sie nimmt damit eine erste stabile Gestalt an. Obgleich die Höhe des Innendrucks der Luftform 12 von verschiedenen Umständen bestimmt

sein kann, reicht im allgemeinen ein Oberdruck von 1,0 kp/m aus, um der Luftform 12 eine stabile, gespannte Gestalt zu gewährleisten. Bei der bevorzugten, aus einer Haut gebildeten Luftform 12 tritt natürlich eine Kraft gleich der projizierten Fläche der Luftform 12 mal dem inneren Überdruck auf, welche Kraft bestrebt ist, die Luftform 12 vom Boden oder einer entsprechenden Unterlage zu lösen. Es gibt aber mehrere Möglichkeiten, die Luftform 12 sicher auf ihrer Unterlage zu befestigen. Solche Möglichkeiten werden teilweise in der USA-Patentschrift 3 277 219 der Fa. Turner offenbart. Bei anders gestalteter Luftform 12 wird dieses Problem vermieden.

Nachdem die Luftform 12 aufgeblasen worden ist, werden Mittel vorgesehen, um eine Person in Nähe der Luftform 12 - beim bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel in Nähe der Innenseite der Luftform 12-gelangen zu lassen. Beim dargestellten Ausführung sbeispiel dient hierzu eine Hubbühne 24, die von der Person selbst gesteuert werden kann. Natürlich könnte auch ein Gerüst oder eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden. Die Bestandteile des Isolierstoffs werden auf bekannte Art an einer Quelle 26 hergestellt bzw. gemischt, dann durch eine Leitung 27 gepumpt und durch Düse 30 auf die Luftform 12 geeprüht, um die isolierende Schicht 14 zu bilden. Nachdem die isolierende Schicht 14 vollständig erstellt worden ist, wird die tragende Schicht 16, vorzugsweise - wie in Fig. 8 dargestellt - durch Aufsprühen, auf die isolierende Schicht aufgetragen. Die isolierende Schicht 14, obgleich nicht selbsttragend, dient beim Aufsprühen oder einer anderen Art der Auftragung der tragenden Schicht zum Stabilisieren und Dämpfen

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der Luftform 12. Da bei der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz zu bekannten Verfahren, die iaolierende Schicht 14 nicht aelbst-tragend genug ist, um als freitragende Form für die tragende Schicht 16 zu dienen, muß der Kompressor 18 auch nach der Auftragung der isolierenden Schicht 14 weiter betrieben werden. Zu Beginn des Aufsprühens der tragenden Schicht 16 kann es erwünscht sein, den Luftdruck innerhalb

der Struktur 10 auf einen Überdruck von ca. 75 kp/m anzuheben, um dadurch der nicht-tragenden isolierenden Schicht 14 eine erhöhte Steifigkeit zu geben. Obgleich bei einigen Ausfiihrungsformen ein erhöhter Luftdruck zu einer erhöhten Beanspruchung der Niederhaltevorrichtungen der Luftform 12 führen kann, sind das Gewicht der isolierenden Schicht 14 und der tragenden Schicht 16 Gegenkräfte zur lösenden Kraft an dieser Verbindungsebene. Daher: je mehr Material in Form von isolierender Schicht 14 oder tragender Schicht 16 auf die Struktur 10 aufgesprüht wird, desto weiter kann der Druck innerhalb der Struktur 10 erhöht werden.

Obgleich, wie in Pig. 7 und 8 dargestellt, die isolierende Schicht 14 vorzugsweise auf die Innenseite der Luftform ^aufgesprüht wird- ebenso wie die tragende Schicht 16 -, ist es ohne weiteres möglich, die isolierende Schicht 14 und/oder die tragende Schicht 16 auf die Außenseite der Luftform 12 aufzusprühen. Hierbei muß jedoch die das Aufsprühen verrichtende Person mit aufwendigen Mitteln über die Luftform 12 getragen werden, und der Wert der Luftform 12 als wetterfeste Umhüllung für die isolierende Schicht 14 geht verloren. Andererseits, wenn Personen innerhalb der geschlossenen Luftform 12 polymerisches Material aufbringen, müssen diese mit Atemschutzgeräten gegen die dabei entstehenden Dämpfe ausgerüstet sein.

In Pig. 9 ist über der Spannweite des Strukturdoms in Fuß (=» 0,305 m) die kritische Strukturdicke in Zoll (= 2,54 cm) aufgetragen. Die beiden Geraden gelten für geschäumte Isolierstoffe mit Dichten von 0,032 bzw. 0,064 kp/dm . Die darge-

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stellten Bedingungen sind typisch für einen 50 -Dom unter der

Annahee, daß das geschäumte Material 53»7 kp/m an Schaum, tragendem Material usw. tragen muß. Unter diesen typischen Bedingungen ist eine gegebene Spannweite im Bereich rechte von der entsprechenden Gerade im Diagramm als "nicht-tragend¹¹ anzusehen. Große Spannweiten sind also entweder nicht-tragend oder erfordern unwirtschaftliche Dicken von isolierendem Stoff, um für den Schaum selbst und für eine typische zweite tragende Schicht eine ausreichende Unterstützung zu gewährleisten.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die vorliegende Erfindung eine zusammengesetzte Struktur ergibt, bei der die speziellen strukturellen Eigenschaften der verwendeten Stoffe, wie z.B. niedrige Dichte und niedrige Festigkeit des isolierenden Stoffs und hohe Dichte und hohe Festigkeit des tragenden Stoffs, in der zusammengesetzten Struktur besser ausgenutzt werden. Die isolierende Schicht wird also nicht, wie dies bisher der Fall war, als tragende Form für nachfolgende Schichten verwendet, sondern als leichter, im hohen Maße isolierender Stoff, der nur in einer für die Optimal!sierung dieser Eigenschaften ausreichenden Dicke aufgetragen wird. Statt sich auf die Tragfähigkeit der isolierenden Schicht zu verlassen, kann auf die nicht-tragende Isolierschicht eine Schicht tragenden Stoffe aufgetragen werden, indem der Luftdruck innerhalb der Luftform aufrechterhalten oder sogar erhöht wird. Demzufolge können domförmige Gebäude großer Spannweite mit optimalen Dicken der isolierenden und tragenden Schichten auf einfache, wirtschaftliche Weise hergestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung einer zusammengesetzten Struk- ;ur, indem eine Luftform aufgeblasen, eine Schicht isolierenden Stoffs auf die Luftform aufgesprüht und der aufgesprühte isolierende Stoff aushärten gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Luftform (12) und isolierendem Stoff bestehende Struktur auch durch Aufrechterhaltung eines Luftüberdrucks innerhalb der Struktur während des Auftragens eines aushärtbaren, tragenden Stoffs auf der aus Luftform (12) und isolierendem Stoff gebildeten Struktur unterstützt wird, wobei der Luftüberdruck innerhalb der zusammengesetzten Struktur aufrechterhalten wird, bis der tragende Stoff ausgehärtet ist und die Struktur trägt.

2. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Strukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der tragende Stoff ein hydraulischer, zementhaltiger Stoff ist.

3. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Strukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der tragende Stoff ein mit Glasfasern verstärkter polymerer Stoff let.

4. Verfahren zur Herstellung von zueammengesetzten Strukturen nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgehärtete tragende Schicht (16) eine Druckfestigkeit von mindestens 35 kp/cm und eine Wichte von mehr als 1600 kp/m besitzt.

5. Verfahren zur Herstellung von zueammengesetzten Strukturen nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck innerhalb der Luftform (12) während des Auftragens der isolierenden Schicht (14) und der tragenden Schicht (16) auf die Luftform (12) erhöht wird.

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