EP0679765A1 - Schallschutzelement und Verfahren zum Herstellen eines Schallschutzelementes - Google Patents

Schallschutzelement und Verfahren zum Herstellen eines Schallschutzelementes Download PDF

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EP0679765A1
EP0679765A1 EP95104051A EP95104051A EP0679765A1 EP 0679765 A1 EP0679765 A1 EP 0679765A1 EP 95104051 A EP95104051 A EP 95104051A EP 95104051 A EP95104051 A EP 95104051A EP 0679765 A1 EP0679765 A1 EP 0679765A1
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EP
European Patent Office
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soundproofing
layer
sound absorption
absorption layer
sound
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EP95104051A
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English (en)
French (fr)
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EP0679765B1 (de
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Kurt Dr. Bitterli
Remo Bossert
Dieter Ludwig
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Individual
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E01F8/0029—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement with porous surfaces, e.g. concrete with porous fillers

Definitions

  • the invention relates to a soundproofing element for soundproofing walls, consisting of a load-bearing soundproofing layer and at least one sound absorption layer located on one of the sides of the soundproofing layer, the soundproofing layer and the sound absorption layer containing elastomer, rubber and / or plastic granules made from recycling material.
  • the invention further relates to a method for producing such a soundproofing element.
  • Such soundproofing elements are usually assembled by stacking them together to form soundproofing segments and lining them up to form long soundproofing walls.
  • the spatial fixing of the soundproofing elements takes place in that they are inserted between supports or other substructures which are firmly anchored in the floor and are at a predetermined distance from one another.
  • noise barriers which are set up, for example, along railway lines, motorways or along industrial plants, the noise emissions from traffic or industrial plants can be considerably reduced, so that nearby residential areas are effectively protected against disturbing noise emissions.
  • the soundproofing elements used for this must meet a wide variety of requirements, ranging from acoustic and optical requirements to fire protection requirements.
  • the soundproofing elements be particularly stable mechanically and have a high level of stability, since they have to be moved as close as possible to the sound source and, as a result, there may be considerable pressure differences, as is the case, for example, when a train passes by.
  • the soundproofing elements must have a high level of load-bearing capacity so that they can withstand damage or largely undamaged loads caused by pressure or shock, as can be the case, for example, when vehicles crash.
  • the noise protection element consists of a plate-shaped element made of plastic and / or elastomer granulate, which has been formed under high pressure and with the addition of a binder.
  • An aging-resistant and in particular UV-resistant protective layer is applied to a flat side of this plate-shaped element, the composition of which is similar to that of the plate-shaped element.
  • This protective layer serves, on the one hand, to protect the plate-shaped element underneath from environmental influences and, on the other hand, to give the back of the noise protection element a pleasing appearance by coloring it and / or providing it with any profile.
  • a layer of an elastomer and / or plastic granulate which is bound with a binding agent and is only pressed under low pressure, directly on this or at a distance from it. Due to the low pressure, this layer is given a porous structure which has the desired sound absorption properties. These properties can be further improved if the space between the plate-shaped element and the sound absorption layer is filled with a fiber material.
  • noise protection elements can be used to build soundproof walls, the acoustic properties of which can be adapted very well to the respective application.
  • a disadvantage of these noise protection elements is that they have a complicated structure and are therefore expensive to manufacture.
  • additional measures must be taken to implement the required fire safety, which further increase the manufacturing costs.
  • the mechanical stability is limited so that these noise protection elements can be damaged by high pressure waves.
  • the invention is therefore based on the object of providing an easy-to-use soundproofing element and a method for producing the same for soundproofing walls, which is simple and inexpensive to manufacture, has the lowest possible weight and has high mechanical strength and good fire safety.
  • the object on which the invention is based is achieved in the case of a soundproofing element of the type mentioned at the outset in that the soundproofing layer is formed as a heterogeneous solid with anisotropic mechanical properties with the addition of a mineral, plastic-coated and hydraulically setting binder, in that the sound absorption layer is made of an organic binder with a lower density flame retardant polyurethane or chlorosulfonated Polyethylene is added and that the sound insulation layer and the sound absorption layer merge into one another.
  • the soundproofing element according to the invention is particularly simple in construction, has a low weight and is particularly inexpensive to produce, since on the one hand recycling materials are preferably used and on the other hand it can be produced in one operation. This can be done by filling the individual layers one after the other without pressure into a corresponding shape and then curing them.
  • the soundproofing element according to the invention is therefore particularly well suited for the production of inexpensive soundproofing walls. There is also very good sound insulation and sound absorption, the sound absorption being able to be adapted to the respective requirements by changing the structure and the mixing ratios.
  • this soundproofing element can be seen in its very good mechanical properties and its comparatively low weight, which makes it possible to produce both particularly low soundproofing walls and to realize high soundproofing walls by stacking the soundproofing elements on top of each other and lining them up.
  • the sound absorption layer expediently consists of a mixture of recycled plastic granulate and a second largely organic solid phase, preferably of irregularly shaped fragments made of porous lavender clay.
  • the heterogeneous mixture of the sound insulation layer and the mixture of the sound absorption layer are mixed in any mixing ratio, the sound insulation layer continuously merging into the sound absorption layer.
  • the density of the sound absorption layer in the set state should advantageously be less than 1.1 and the density of the sound insulation layer in the set state should be greater than 1.1. As a result, particularly good sound absorption and sound insulation values are achieved.
  • a reinforcement made of reinforcing bars or reinforcing nets is sandwiched in two or more levels within the sound absorption layer and / or the sound insulation layer to increase the mechanical stability.
  • This reinforcement can be inserted into the mold at the same time as the individual layers are introduced. Since this reinforcement is surrounded on all sides by the material of the individual layers, a particularly strong sandwich-like composite is created after the soundproofing element has hardened.
  • the sound absorption layer is provided on its side facing the sound source with a surface structure which can consist of integrally molded and longitudinal or transverse ribs or depressions which have a trapezoidal or undulating cross-sectional shape. It is also possible to provide integrally formed, regularly distributed projections or depressions which have a conical, truncated cone, pyramid or prism-shaped cross-sectional structure. The enlargement of the surface thus achieved considerably increases the sound absorption effect.
  • the sound absorption layer can contain chemical additives to prevent flammability.
  • additives against flammability In addition to polyurethane or chlorosulfonated polyethylene which are difficult to ignite, hydroxides or carbonates, for example aluminum hydroxide (Al (OH) 3) or halogen-containing hydrocarbons or phosphoric acid esters are also suitable. It is also possible to use granules which are difficult to combust, as is the case, for example, when recycling cables or conveyor belts.
  • the object on which the invention is based is further achieved by a method for producing soundproofing elements for soundproofing walls, consisting of a load-bearing soundproofing layer and a soundproofing layer located on one of the sides of the soundproofing layer, in that a first, uniformly mixed mixture of a difficultly combustible polyurethane and / or a flame-retardant binder based on chlorosol-containing polyethylene with an elastomer and / or plastic granulate made from recycled material, which forms the sound absorption layer and is filled without pressure into a mold.
  • a second mixture of greater density made of a plastic-bound elastomer and / or plastic granulate made of recycling material and a mineral, plastic-coated and hydraulically setting binder, which forms the soundproofing layer, is filled into the mold without pressure.
  • the setting process of the first and the second layer takes place essentially at the same time with a slight increase in pressure.
  • the soundproofing element according to the invention can thus be manufactured with little effort and thus inexpensively. Due to the essentially simultaneous setting of the soundproofing layer and the soundproofing layer, a particularly strong, one-piece composite is achieved.
  • the mold is closed with a lid before the first and the second mixture set and is turned through 180 ° before the two mixtures set. In this way, a targeted minor Achieve pressure increase, the sound absorption layer not being unnecessarily compressed, as could be the case due to the uncontrolled penetration of the hydraulically setting binder of the second mixture into the first mixture.
  • the first mixture can be admixed with a flame-retardant granulate, preferably from cable or conveyor belt waste and / or Al (OH) 3, halogen-containing hydrocarbons or phosphoric acid esters.
  • a flame-retardant granulate preferably from cable or conveyor belt waste and / or Al (OH) 3, halogen-containing hydrocarbons or phosphoric acid esters.
  • a soundproofing element 1 produced according to the invention which consists of a soundproofing layer 2 and a sound absorption layer 3 firmly connected to it.
  • a protective layer (not shown) can be provided on the side opposite the sound absorption layer 3.
  • Both the soundproofing layer 2 and the sound absorption layer 3 consist of a uniformly mixed elastomer and / or plastic granulate, the soundproofing layer 2 being cured with the addition of a mineral, plastic-coated, hydraulically setting binder, for example cement, to form a firm bond with a heterogeneous structure.
  • a mixture of gravel and sand to the sound insulation layer 2.
  • the density of the sound insulation layer 2 should be greater than 1.1 and the density of the sound absorption layer 3 should be less than 1.1.
  • the density can be easily adjusted by changing the mixing ratio.
  • the sound absorption layer 3 can additionally contain irregularly shaped fragments of lavabone so that a particularly good sound absorption effect is achieved.
  • This mixture achieves very good sound absorption properties, and the fire protection requirements can also be very easily met by adding chemical additives to combustibility and / or flame-retardant granules, which can be obtained from cable or conveyor belt waste or recycling material, for example.
  • flame-retardant PU binders can be used.
  • a reinforcement 4 made of reinforcing iron or reinforcing nets is located within the soundproofing layer 2, it also being possible to use glass, glass fiber materials or plastics which are sandwiched one above the other in two or more levels.
  • the reinforcements 4 arranged in multiple layers can also have different distances from one another.
  • This reinforcement 4 achieves a considerable improvement in the mechanical stability of the soundproofing element 1, it being possible, of course, to also provide a reinforcement 4 in the soundproofing layer 2.
  • the sound absorption layer 3 is provided with a surface structure which is provided with integrally formed and longitudinal or transverse ribs 5 or depressions which form a trapezoidal or undulating surface structure and are arranged on the outside facing the sound source.
  • ribs 5 it is also possible to provide projections or depressions which are integrally formed or molded into the sound absorption layer 3 and molded therein, with a cross-sectionally conical, truncated cone, pyramid or prismatic shape.
  • the height of all the ribs 5 or projections is the same, or groups of the ribs or projections have the same heights. The same applies to deepening.
  • ribs 5 stand on the full-area sound absorption layer 3, which has a thickness of approximately 25 mm, and are connected to it in one piece. Since both the sound absorption layer 3 and the ribs 5 protruding therefrom have a porous structure which consists of recycled rubber or plastic due to the use of specially mixed granules, particularly good results in connection with the cavities between the individual granules of the granules Sound absorption properties achieved.
  • the grain shape of the granules can be round, angular or different.
  • the size of the cavities should total about 50% by volume, the cavities being mostly connected by the manufacturing process to be described.
  • the individual granules of the granulate are bonded together to form an elastic body by an organic binder based on, for example, polyurethane or chlorosulfonated polyetylene.
  • the granules are bonded under low pressure and at normal temperature or at a slightly elevated temperature.
  • the soundproofing layer 3 is at the same time the structural part of the soundproofing element 1, the thickness of this layer depending on the static requirements. As a rule, the sound insulation layer 3 should have a thickness of approximately 80-100 mm.
  • the production of the soundproofing elements 1 is particularly simple and can be done in a few work steps.
  • a first mixture of a uniformly mixed, flame-retardant PU or a flame-retardant binder based on chlorosulfonated polyethylene and elastomer and / or plastic granulate made from recycled material is to be filled without pressure into a mold in order to produce the sound absorption layer 3.
  • the sound absorption layer is always on the side of the soundproofing element on which the noise emission takes place, for example from motor vehicles, the sound absorption layer should be particularly difficult to combust.
  • This can be achieved by additionally adding a granulate made from a flame-retardant material, such as cable or conveyor belt waste, to this first mixture.
  • a flame-retardant material such as cable or conveyor belt waste
  • Al (OH) 3, halogen-containing hydrocarbons or phosphoric acid esters can be added.
  • the soundproofing layer 2 made of a plastic-bound elastomer and / or plastic granulate made of recycled material with an admixture of mineral, hydraulically setting binders, is filled into the mold without pressure.
  • the filling of this layer of higher density is briefly interrupted in order to allow the reinforcement 4 to be inserted in the desired levels.
  • the mold is closed with an appropriate lid. A subsequent rotation of the mold through 180 ° can be advantageous, since it prevents the penetration of mineral binder into the sound absorption layer, which could have a negative effect on the sound absorption capacity.
  • an additional protective layer it must be applied before the first and second layers have finally hardened and hardened together with the other layers.
  • the mold can also be additionally heated and / or water vapor can be blown into the mold. It is also possible to carry out the curing under slight pressure. To do this, it is sufficient to provide the mold with a suitable closure or lid and to press it slightly into the mold. Due to the simultaneous hardening of the sound insulation layer 2 and the sound absorption layer 3 under slight pressure, a good connection is achieved at the interface between the two layers. For this it is advisable if the shape has sufficient inherent rigidity so that the hydrostatic pressures occurring during the pressing cannot bend it.
  • the sound absorption layer 3 and the sound insulation layer 2 can also be produced in such a way that the mixing ratios of the first and the second layer are continuously changed during the filling into the mold.
  • a soundproofing element 1 can thus be produced, in which there is a smooth transition from the sound absorption layer 3 into the soundproofing layer 2.
  • color can be added to the first and the second mixture in order to adapt the coloring of the soundproofing element to the environment of the intended installation location.
  • the soundproofing element 1 produced according to the invention is particularly simple and inexpensive to produce and has very good mechanical stability with a comparatively low weight.
  • a particular advantage of this solution can also be seen in the fact that mainly recycling or waste materials can be used for the production of the soundproofing element 1, so that a sensible utilization is shown because of the enormous amount of these materials.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schallschutzelement für Schallschutzwände, bestehend aus einer tragfähigen Schalldämmschicht und wenigstens einer auf einer der Seiten der Schalldämmschicht befindlichen Schallabsorptionsschicht, wobei die Schalldämmschicht und die Schallabsorptionsschicht Elastomer-, Gummi- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial enthalten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schallschutzelementes. Durch die Erfindung soll ein leicht zu handhabendes Schallschutzelement und ein Verfahren zum Herstellen desselben für Schallschutzwände zu schaffen, welches einfach und billig zu fertigen ist, ein möglichst geringes Gewicht aufweist und das eine hohe mechanische Belastbarkeit, sowie eine gute Brandsicherheit besitzt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämmschicht (2) als heterogener Festkörper mit anisotropen mechanischen Eigenschaften unter Zusatz eines mineralischen, kunststoffvergüteten und hydraulisch abbindendem Bindemittels ausgebildet ist, daß der Schallabsorptionsschicht (3) mit geringerer Dichte ein organisches Bindemittel aus einem schwer brennbar eingestellten Polyurethan oder chlorsulfoniertem Polyethylen beigemischt ist, und daß die Schalldämmschicht (2) und die Schallabsorptionsschicht (3) einstückig ineinander übergehen. Entsprechend dem Verfahren werden die Schallabsorptionsschicht 83) und die Schalldämmschicht (2) in einem Arbeitsgang drucklos in einer Form hergestellt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schallschutzelement für Schallschutzwände, bestehend aus einer tragfähigen Schalldämmschicht und Wenigstens einer auf einer der Seiten der Schalldämmschicht befindlichen Schallabsorptionsschicht, wobei die Schalldämmschicht und die Schallabsorptionsschicht Elastomer-, Gummi- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial enthalten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schallschutzelementes.
  • Solche Schallschutzelemente werden üblicherweise durch Übereinanderstapeln zu Schallschutzsegmenten und deren Aneinanderreihen zu langen Schallschutzwänden zusammengesetzt. Die räumliche Fixierung der Schallschutzelemente erfolgt dadurch, daß diese zwischen fest im Boden verankerte und in einem vorgegebenen Abstand zueinander stehende Stützen oder andere Unterkonstruktionen eingeschoben werden. Es ist auch möglich, die Schallschutzelemente an bestehenden Bauteilen, wie Bauten oder Baukörpern zu befestigen. Mit Hilfe derartiger Schallschutzwände, die beispielsweise entlang von Eisenbahntrassen, Autobahnen oder entlang von Industrieanlagen aufgestellt werden, können die Lärmemissionen von Verkehrs- oder Industrieanlagen erheblich reduziert werden, so daß naheliegende Wohngebiete wirkungsvoll vor störenden Lärmemissionen geschützt werden.
  • Die hierfür verwendeten Schallschutzelemente müssen jedoch die verschiedensten Anforderungen erfüllen, die von akustischen und optischen Anforderungen bis hin zu brandschutztechnischen Forderungen reichen. Außerdem müssen die Schallschutzelemente mechanisch besonders stabil sein und eine hohe Standsicherheit aufweisen, da diese möglichst nahe an die Schallquelle herangerückt werden müssen und dadurch unter Umständen ganz erhebliche Druckunterschiede auf diese einwirken, wie dies beispielsweise bei der Vorbeifahrt eines Eisenbahnzuges der Fall ist. Außerdem müssen die Schallschutzelemente eine hohe Tragsicherheit aufweisen, um einwirkende Belastungen durch Druck oder Stoß, wie dies beispielsweise beim Anprall von Fahrzeugen der Fall sein kann, beschädigungslos oder weitgehend beschädigungslos zu überstehen.
  • Weitere Anforderungen an solche Schallschutzelemente sind darin zu sehen, daß diese bei deren Herstellung, beim Einsatz und bei der Entsorgung eine möglichst geringe oder keine Umweltbelstung verursachen. Ebenso ist es notwendig, dafür Sorge zu tragen, daß im Schadensfall keine gefährlichen Emissionen, wie beispielsweise giftige Substanzen im Rauch o.dgl. entstehen.
  • Aus der DE 42 20 547 A1 ist nun ein Lärmschutzelement für Lärmschutzwände bekannt geworden, welches zum Erreichen einer guten Schalldämmung und Schallabsorption einen mehrschichtigen Aufbau aufweist. Das Lärmschutzelement besteht aus einem plattenförmigen Element aus einem Kunststoff- und/oder Elastomergranulat, welches unter hohem Preßdruck und unter Beigabe eines Bindemittels ausgeformt worden ist. Auf einer Flachseite dieses plattenförmigen Elementes ist eine alterungsbeständige und insbesondere UV-beständige Schutzschicht aufgebracht, deren Zusammensetzung ähnlich der des plattenförmigen Elementes ist. Diese Schutzschicht dient einerseits dazu, das darunter befindliche plattenförmige Element vor Umwelteinflüssen zu schützen und andererseits dazu, der Rückseite des Lärmschutzelementes ein gefälliges Aussehen zu verleihen, indem sie eingefärbt und/oder mit einer beliebigen Profilierung versehen wird.
  • Auf der anderen Seite des plattenförmigen Elementes befindet sich unmittelbar auf dieser oder in einem Abstand zu dieser eine Schicht aus einem Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat, welches mit einem Bindemittel gebunden ist und nur unter geringem Druck formgepreßt ist. Durch den geringen Preßdruck erhält diese Schicht eine poröse Struktur welche die gewünschten Schallabsorptionseigenschaften besitzt. Diese Eigenschaften können noch weiter verbessert werden, wenn der Zwischenraum zwischen dem plattenförmigen Element und der Schallabsorptionsschicht mit einem Fasermaterial ausgefüllt wird.
  • Mit derartigen Lärmschutzelementen lassen sich Schallschutzwände aufbauen, deren akustische Eigenschaften sehr gut an den jeweiligen Einsatzfall angepaßt werden können. Nachteilig bei diesen Lärmschutzelementen ist jedoch, daß sie einen komplizierten Aufbau besitzen und damit in ihrer Herstellung teuer sind. Außerdem müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um die erforderliche Brandsicherheit zu realisieren, welche die Herstellungskosten weiter erhöhen. Darüberhinaus ist die mechanische Stabilität begrenzt, so daß diese Lärmschutzelemente bei hohen Belastungen durch Druckwellen beschädigt werden können.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein leicht zu handhabendes Schallschutzelement und ein Verfahren zum Herstellen desselben für Schallschutzwände zu schaffen, welches einfach und billig zu fertigen ist, ein möglichst geringes Gewicht aufweist und das eine hohe mechanische Belastbarkeit, sowie eine gute Brandsicherheit besitzt.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Schallschutzelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schalldämmschicht als heterogener Festkörper mit anisotropen mechanischen Eigenschaften unter Zusatz eines mineralischen, kunststoffvergüteten und hydraulisch abbindenden Bindemittels gebildet ist, daß der Schallabsorptionsschicht mit geringerer Dichte ein organisches Bindemittel aus einem schwer brennbar eingestellten Polyurethan oder chlorsulfoniertem Polyethylen beigemischt ist und daß die Schalldämmschicht und die Schallabsorptionsschicht einstückig ineinander übergehen.
  • Das erfindungsgemäße Schallschutzelement ist besonders einfach aufgebaut, weist ein geringes Gewicht auf und ist in seiner Herstellung besonders billig, da einerseits vorzugsweise Recyclingmaterialien zum Einsatz kommen und andererseits dessen Herstellung in einem Arbeitsgang erfolgen kann. Das kann dadurch erfolgen, daß die einzelnen Schichten nacheinander drucklos in eine entsprechende Form eingefüllt und nachfolgend ausgehärtet werden. Damit ist das erfindungsgemäße Schallschutzelement für die Herstellung kostengünstiger Schallschutzwände besonders gut geeignet. Weiterhin ist eine sehr gute Schalldämmung und Schallabsorption zu verzeichnen, wobei die Schallabsorption durch Veränderung der Struktur und der Mischungsverhältnisse an die jeweiligen Anforderungen angepaßt werden kann. Der besondere Vorzug dieses Schallschutzelementes ist jedoch in seinen sehr guten mechanischen Eigenschaften und seinem vergleichsweise geringen Gewicht zu sehen, wodurch es möglich ist, sowohl besonders niedrige Schallschutzwände herzustellen, als auch hohe Schallschutzwände durch kassettenartiges Übereinanderstapeln und Aneinanderreihen der Schallschutzelemente zu realisieren.
  • Die Schallabsorptionsschicht besteht zweckmäßig aus einem Gemenge aus Recycling-Kunststoffgranulat und einer zweiten weitgehend organischen Feststoffphase, vorzugsweise aus unregelmäßig geformten Bruchstücken aus porösem Lavabeton.
  • In einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist das heterogene Gemenge der Schalldämmschicht und das Gemenge der Schallabsorptionsschicht in einem beliebigen Mischungsverhältnis gemischt, wobei die Schalldämmschicht kontinuierlich in die Schallabsorptionsschicht übergeht. Das hat den besonderen Vorteil, daß das Schalldämmelement besonders günstige mechanische Eigenschaften erhält, wobei gleichzeitig eine weitere Verbesserung der Schallabsorptionseigenschaften erreicht wird.
  • Die Dichte der Schallabsorptionsschicht sollte im abgebundenen Zustand vorteilhaft kleiner als 1,1 und die Dichte der Schalldämmschicht im abgebundenen Zustand größer als 1,1 betragen. Dadurch wirden besonders gute Schallabsorptions- und Schalldämmwerte erreicht.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb der Schallabsorptionsschicht und/oder der Schalldämmschicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität eine Armierung aus Armiereisen oder Armiernetzen in zwei oder mehr Ebenen sandwichartig angeordnet. Diese Armierung kann gleichzeitig mit dem Einbringen der einzelnen Schichten in die Form eingelegt werden. Da diese Armierung dadurch allseitig von dem Material der einzelnen Schichten umgeben wird, entsteht nach dem Aushärten des Schallschutzelementes ein besonders fester sandwichartiger Verbund.
  • Dadurch, daß die einzelnen Ebenen der Armierung unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen können, läßt sich eine den jeweiligen Anforderungen entsprechende Statik des Schallschutzelementes realisieren.
  • Eine Verstärkung der Schallabsorption wird dadurch erreicht, daß die Schallabsorptionsschicht auf ihrer der Schallquelle zugewandten Seite mit einer Oberflächenstruktur versehen ist, die aus einstückig angeformten und längs oder quer verlaufenden Rippen oder Vertiefungen bestehen kann, die eine trapez- oder wellenförmige Querschnittsgestalt aufweisen. Es ist auch möglich, einstückig angeformte, regelmäßig verteilte Vorsprünge oder Vertiefungen vorzusehen, die eine kegel-, kegelstumpf-, pyramiden oder prismenförmige Querschnittsstruktur aufweisen. Durch die damit erreichte Vergrößerung der Oberfläche wird eine beträchtliche Verstärkung der Schallabsorptionswirkung erreicht.
  • Weiterhin kann die Schallabsorptionsschicht chemische Zusätze gegen Brennbarkeit enthalten. Als Zusätze gegen Brennbarkeit eignen sich neben schwer brennbar eingestelltem Polyurethan oder chlorsulfoniertem Polyethylen auch Hydroxyde oder Carbonate, beispielsweise Aluminiumhydroxyd (Al(OH)₃) oder halogenhaltige Kohlenwasserstoffe, bzw. auch Phosphorsäureesther. Es ist auch möglich, zusätzlich schwer brennbares Granulat zu verwenden, wie es beispielsweise beim Recycling von Kabeln oder Transportbändern anfällt.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung von Schallschutzelementen für Schallschutzwände, bestehend aus einer tragfähigen Schalldämmschicht und einer auf einer der Seiten der Schalldämmschicht befindlichen Schallabsorptionsschicht, dadurch gelöst, daß eine erste gleichmäßig durchmischte Mischung aus einem schwer brennbar eingestellten Polyurethan und/oder einem schwer brennbaren Bindemittel auf der Basis von chlorsolfoniertem Polyethylen mit einem Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial, die Schallabsorptionsschicht bildend, drucklos in eine Form eingefüllt wird. Vor dem Abbinden der ersten Mischung wird eine zweite Mischung größerer Dichte aus einem kunststoffgebundenen Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial und einem mineralischen kunststoffvergütetem und hydraulisch abbindenden Bindemittel, die Schalldämmschicht bildend, drucklos in die Form eingefüllt. Der Abbindevorgang der ersten und der zweiten Schicht erfolgt im wesentlichen zeitgleich unter einer leichten Druckerhöhung.
  • Damit läßt sich das erfindungsgemäße Schallschutzelement mit geringem Aufwand und damit billig fertigen. Durch das im wesentlichen zeitgleiche Abbinden der Schalldämmschicht und der Schallschutzschicht wird ein besonders fester einstückiger Verbund erreicht.
  • In Fortführung der Erfindung wird die Form vor dem Abbinden der ersten und der zweiten Mischung mit einem Deckel verschlossen und vor dem Abbinden der beiden Mischungen um 180 ° gewendet. Auf diese Weise läßt sich eine gezielte geringfügige Druckerhöhung erreichen, wobei die Schallabsorptionsschicht nicht unnötig verdichtet wird, wie dies durch das unkontrollierte Eindringen des hydraulisch abbindenden Bindemittels der zweiten Mischung in die erste Mischung der Fall sein könnte.
  • Zur weiteren Verringerung der Brennbarkeit kann der ersten Mischung ein schwer brennbares Granulat, vorzugsweise aus Kabel- oder Transportbandabfällen und/oder Al(OH)₃, halogenhaltige Kohlenwasserstoffe oder Phosphorsäreester beigemischt werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist ein erfindungsgemäß hergestelltes Schallschutzelement 1 dargestellt, welches aus einer Schalldämmschicht 2 und einer fest mit dieser verbundenen Schallabsorptionsschicht 3 besteht. Zusätzlich kann auf der der Schallabsorptionsschicht 3 gegenüberliegenden Seite eine nicht dargestellte Schutzschicht vorgesehen werden. Dabei bestehen sowohl die Schalldämmschicht 2 als auch die Schallabsorptionsschicht 3 aus einem gleichmäßig durchmischten Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat, wobei die Schalldämmschicht 2 unter Beigabe eines mineralischen, Kunststoffvergüteten hydraulisch abbindenden Bindemittels, beispielsweise Zement, zu einem festen Verbund mit heterogenem Gefüge ausgehärtet ist. Darüberhinaus ist es möglich, der Schalldämmschicht 2 eine Mischung aus Kies und Sand beizumischen.
  • Die Dichte der Schalldämmschicht 2 sollte größer 1,1 und die Dichte der Schallabsorptionsschicht 3 sollte kleiner 1,1 betragen. Die Dichte läßt sich problemlos durch Veränderung des Mischungsverhältnisses einstellen. Beispielsweise kann die Schallabsorptionsschicht 3 zusätzlich unregelmäßig geformte Bruchstücke aus Lavabeton enthalten, so daß eine besonders gute Schallabsorptionswirkung erreicht wird.
  • Durch diese Mischung werden sehr gute Schallabsorptionseigenschaften erreicht, wobei auch die brandschutztechnischen Anforderungen sehr leicht erfüllt werden können, indem chemische Zusätze gegen Brennbarkeit und/oder schwer brennbares Granulat, das beispielsweise aus Kabel- oder Transportbandabfällen oder Recyclingmaterial gewonnen werden kann, beigemischt werden. Zusätzlich können schwer brennbar eingestellte PU-Bindemittel verwendet werden.
  • Weiterhin befindet sich innerhalb der Schalldämmschicht 2 eine Armierung 4 aus Armiereisen oder Armiernetzen, wobei auch Glas, Glasfasermaterialien oder Kunststoffe zur Anwendung kommen können, die in zwei oder mehr Ebenen sandwichartig übereinander angeordnet sind. Die mehrlagig angeordneten Armierungen 4 können auch unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen.
  • Durch diese Armierung 4 wird eine erhebliche Verbesserung der mechanischen Stabilität des Schallschutzelementes 1 erreicht, wobei es selbstverständlich möglich ist, auch in der Schalldämmschicht 2 eine Armierung 4 vorzusehen.
  • Zusätzlich ist die Schallabsorptionsschicht 3 mit einer Oberflächenstruktur versehen, die mit einstückig angeformten und längs oder quer verlaufenden Rippen 5 oder Vertiefungen versehen ist, die eine trapez- oder wellenförmige Oberflächenstruktur bilden und auf der der Schallquelle zugewandten Außenseite angeordnet sind.
  • Anstelle der Rippen 5 können auch einstückig an die Schallabsorptionsschicht 3 angeformte oder in diese eingeformte, regelmäßig verteilte Vorsprünge oder Vertiefungen mit im Querschnitt kegel-, kegelstumpf-, pyramiden- oder prismenförmiger Gestalt vorgesehen werden. Aus optischen Gründen ist es zweckmäßig, wenn die Höhe aller Rippen 5 oder Vorsprünge gleich ist, oder Gruppen der Rippen oder Vorsprünge gleiche Höhen aufweisen. Für Vertiefungen gilt Entsprechendes.
  • Aus den Erfordernissen der Schallabsorption erweist sich jedoch die Anordnung der erwähnten Rippen 5, bzw. entsprechender Vertiefungen, als besonders günstig. Diese Rippen 5 stehen auf der vollflächigen Schallabsorptionsschicht 3, die eine Stärke von etwa 25 mm aufweist und sind mit dieser einstückig verbunden. Da sowohl die Schallabsorptionsschicht 3, als auch die aus dieser hervorstehenden Rippen 5 eine poröse Struktur aufweisen, die durch die Verwendung von speziell abgemischtem Granulat aus Recycling-Gummi oder -Kunststoff besteht, werden in Verbindung mit den Hohlräumen zwischen den einzelnen Körnern des Granulates besonders gute Schallabsorptionseigenschaften erreicht. Die Kornform des Granulates kann rund, eckig oder verschiedenförmig sein. Die Größe der Hohlräume sollte zusammen etwa 50 Vol-% ergeben, wobei die Hohlräume durch das noch zu beschreibende Herstellungsverfahren mehrheitlich zusammenhängend sind.
  • Die einzelnen Körner des Granulates werden durch ein organisches Bindemittel auf der Basis beispielsweise von Polyurethan oder chlorsulfoniertem Polyetylen zu einem elastischen Körper miteinander verbunden. Die Verklebung der Körner des Granulates erfolgt unter geringem Druck und bei Normaltemperatur oder bei geringfügig erhöhter Temperatur.
  • Die Schalldämmschicht 3 ist gleichzeitig der im statischen Sinne tragende Teil des Schallschutzelementes 1, wobei die Dicke dieser Schicht von den statischen Erfordernissen abhängt. In der Regel sollte die Schalldämmschicht 3 eine Dicke von etwa 80 - 100 mm aufweisen.
  • Die Herstellung der Schallschutzelemente 1 ist besonders einfach und kann in wenigen Arbeitsgängen erfolgen. Hierzu ist zunächst eine erste Mischung aus einem gleichmäßig durchmischten, schwer brennbar eingestellten PU-, oder einem schwer brennbaren Bindemittel auf der Basis von chlorsulfoniertem Polyethylen und Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial drucklos in eine Form einzufüllen, um die Schallabsorptionsschicht 3 herzustellen.
  • Da sich die Schallabsorptionsschicht immer auf der Seite des Schallschutzelementes befindet, auf der die Lärmemission, beispielsweise durch Kraftfahrzeuge, stattfindet, sollte die Schallabsorptionsschicht besonders schwer brennbar sein. Das kann dadurch erreicht werden, daß dieser ersten Mischung zusätzlich ein Granulat aus einem schwer entflammbaren Material, wie beispielsweise Kabel- oder Transportbandabfällen, beigemischt wird. Außerdem kann noch Al(OH)₃, halogenhaltige Kohlenwasserstoffe oder Phosphorsäureester beigemischt werden.
  • Unmittelbar anschließend, d.h. vor dem Aushärten dieser ersten Schicht geringerer Dichte, wird eine zweite Mischung größerer Dichte, die Schalldämmschicht 2 aus einem kunststoffgebundenen Elastomer und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial mit einer Beimischung von mineralischen, hydraulisch abbindenden Bindemitteln drucklos in die Form eingefüllt. Das Einfüllen dieser Schicht höherer Dichte wird kurzzeitig unterbrochen, um in den gewünschten Ebenen das Einlegen der Armierung 4 zu ermöglichen. Nach dem Einfüllen der ersten und der zweiten Mischung wird die Form mit einem entsprechenden Deckel verschlossen. Eine anschließende Drehung der Form um 180 ° kann von Vorteil sein, da dadurch das Eindringen von mineralischem Bindemittel in die Schallabsorptionsschicht vermieden wird, wodurch die Schallabsorptionsfähigkeit negativ beeinflußt werden könnte.
  • Ist eine zusätzliche Schutzschicht vorgesehen, so ist diese vor dem endgültigen Aushärten der ersten und der zweiten Schicht aufzubringen und gemeinsam mit den anderen Schichten auszuhärten. Zur Beschleunigung dieses Vorganges kann die Form auch zusätzlich erwärmt und/oder Wasserdampf in die Form geblasen werden. Weiterhin ist es möglich, das Aushärten unter leichtem Druck vorzunehmen. Hierzu genügt es, die Form mit einem geeigneten Verschluß oder Deckel zu versehen und diesen leicht in die Form zu drücken. Durch das gleichzeitige Aushärten der Schalldämmschicht 2 und der Schallabsorptionsschicht 3 unter leichtem Druck wird an der Grenzfläche zwischen beiden Schichten eine gute Verbindung erreicht. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Form eine ausreichende Eigensteifigkeit aufweist, so daß die beim Pressen auftretenden hydrostatischen Drücke diese nicht verbiegen können.
  • Außerdem ist es zweckmäßig, die Innenseite der Form vor dem Einfüllen der Mischungen mit einem auf die Bindemittel abgestimmten geeigneten Trennmittel zu versehen.
  • Die Schallabsorptionsschicht 3 und die Schalldämmschicht 2 können auch in der Weise hergestellt werden, daß die Mischungsverhältnisse der ersten und der zweiten Schicht während des Einfüllens in die Form kontinuierlich verändert werden. Damit kann ein Schallschutzelement 1 hergestellt werden, bei dem ein fließender Übergang von der Schallabsorptionsschicht 3 in die Schalldämmschicht 2 gegeben ist. Außerdem kann der ersten und der zweiten Mischung Farbe beigemischt werden, um die Farbgebung des Schallschutzelementes an die Umgebung des vorgesehenen Aufstellortes anzupassen.
  • Das erfindungsgemäß hergestellte Schallschutzelement 1 ist besonders einfach und billig herzustellen und weist bei einem vergleichsweise geringen Gewicht eine sehr gute mechanische Stabilität auf. Ein besonderer Vorteil dieser Lösung ist auch darin zu sehen, daß in der Hauptsache Recycling- oder Abfallmaterialien zur Herstellung des Schallschutzelementes 1 verwendet werden können, so daß wegen des enormen Anfalls dieser Materialien eine sinnvolle Verwertung aufgezeigt wird.
  • An die Montage derartiger Schallschutzelemente werden keine besonderen Anforderungen gestellt. Es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß die beim Vorbeifahren von Fahrzeugen o.dgl. entstehenden Kräfte, die auf das Schallschutzelement einwirken, vollständig vom Fundament oder der Unterkonstruktion aufgenommen werden.
  • So ist es beispielsweise möglich, relativ niedrige Schallschutzelemente zu fertigen, die unmittelbar neben den Bahngleisen aneinandergereiht montiert werden können. Das hat den entscheidenden Vorteil, daß einerseits der größte Teil des bei der Vorbeifahrt eines Eisenbahnzuges entstehende Lärm absorbiert werden kann und andererseits die freie Sicht der Passagiere nicht behindert wird.

Claims (10)

  1. Schallschutzelement für Schallschutzwände, bestehend aus einer tragfähigen Schalldämmschicht (2) und wenigstens einer auf einer der Seiten der Schalldämmschicht (2) befindlichen Schallabsorptionsschicht (3), wobei die Schalldämmschicht (2) und die Schallabsorptionsschicht (3) Elastomer-, Gummi- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial enthalten, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Schalldämmschicht (2) als heterogener Festkörper mit anisotropen mechanischen Eigenschaften unter Zusatz eines mineralischen, kunststoffvergüteten und hydraulisch abbindendem Bindemittels ausgebildet ist,
    - daß der Schallabsorptionsschicht (3) mit geringerer Dichte ein organisches Bindemittel aus einem schwer brennbar eingestellten Polyurethan oder chlorsulfoniertem Polyethylen beigemischt ist, und
    - daß die Schalldämmschicht (2) und die Schallabsorptionsschicht (3) einstückig ineinander übergehen.
  2. Schallschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptionsschicht (3) aus einem Gemenge aus Recycling-Kunststoffgranulat und einer zweiten anorganischen Feststoffphase, vorzugsweise aus unregelmäßig geformten Bruchstücken aus porösem Lavabeton besteht.
  3. Schallschutzelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das heterogene Gemenge der Schalldämmschicht (2) und das Gemenge der Schallabsorptionsschicht jeweils in einem beliebigen Mischungsverhältnis gemischt sind und daß die Schalldämmschicht (2) kontinuierlich in die Schallabsorptionsschicht (3) übergeht.
  4. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Schallabsorptionsschicht (3) im abgebundenen Zustand kleiner als 1,1 ist und daß die Dichte der Schalldämmschicht (2) im abgebundenen Zustand größer 1,1 ist.
  5. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Schallabsorptionsschicht und/oder der Schalldämmschicht (2) eine Armierung (4) aus Metall, Kunststoff oder Glas in einer Ebene oder in mehreren Ebenen sandwichartig angeordnet sind.
  6. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorptionsschicht (3) auf ihrer der Schallquelle zugewandten Seite mit einer geometrischen Oberflächenstruktur, bestehend aus einstückig angeformten längs oder quer verlaufenden Rippen (5) oder Vertiefungen mit trapez- oder wellenförmigem Querschnitt, oder aus regelmäßig verteilten Vorsprüngen oder Vertiefungen mit kegel-, kegelstumpf-, pyramiden- oder prismenförmiger Querschnittsstruktur versehen ist.
  7. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorptionsschicht (3) zur Verringerung der Brennbarkeit Al(OH)₃ beigemischt ist und/oder halogenhaltige Kohlenwasserstoffe und/oder Phosphorsäreester beigemischt ist.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Schallschutzelementes für Schallschutzwände, bestehend aus einer tragfähigen Schalldämmschicht (2) und einer auf einer der Seiten der Schalldämmschicht (2) befindlichen Schallabsorptionsschicht (3), dadurch gekennzeichnet,
    - daß eine erste gleichmäßig durchmischte Mischung aus einem schwer brennbar eingestellten Polyurethan und/oder einem schwer brennbaren Bindemittel auf der Basis von chlorsulfoniertem Polyetylen mit einem Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial, die Schallabsorptionsschicht (3) bildend, drucklos in eine Form eingefüllt wird,
    - daß vor dem Abbinden der ersten Mischung eine zweite Mischung größerer Dichte aus einem kunststoffgebundenen Elastomer- und/oder Kunststoffgranulat aus Recyclingmaterial und einem mineralischen kunststoffvergüteten und hydraulisch abbindendem Bindemittel, die Schalldämmschicht (2) bildend, drucklos in die Form eingefüllt wird, und
    - daß der Abbindevorgang der ersten und der zweiten Schicht unter einer leichten Druckerhöhung im wesentlichen zeitgleich erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form vor dem Abbinden der ersten und der zweiten Mischung mit einem Deckel verschlossen und daß die verschlossene Form vor dem Abbinden der ersten und der zweiten Mischung um 180° gewendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Mischung ein schwer brennbares Granulat, vorzugsweise aus Kabel- oder Transportbandabfällen und/oder Al(OH)₃, halogenhaltige Kohlenwasserstoffe oder Phosphorsäureester beigemischt wird.
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