WO2011147885A1 - Beschichtungsmasse, insbesondere für decken und/oder wände - Google Patents

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WO2011147885A1 PCT/EP2011/058584 EP2011058584W WO2011147885A1 WO 2011147885 A1 WO2011147885 A1 WO 2011147885A1 EP 2011058584 W EP2011058584 W EP 2011058584W WO 2011147885 A1 WO2011147885 A1 WO 2011147885A1
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René NEUHAUS
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Neuhaus Rene
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    • C04B2111/52—Sound-insulating materials

Definitions

  • Coating material in particular for ceilings and / or walls
  • the invention relates to a coating composition with sound-absorbing and moisture-regulating properties and their processing technology and product cycle.
  • the inorganic, non-combustible, light coating composition with sound-absorbing and moisture-regulating properties is suitable for producing seamless, smooth ceilings and walls and can be applied in a single application in a thickness of up to 70 mm. It is suitable for the production of sound-absorbing structures, such as plates.
  • the coating compound is especially suitable for the coating of thermoactive ceilings / walls.
  • the systems described in the prior art are partly constructed on fiber-containing products or need a fiber-containing plate in order to achieve the listed sound absorption.
  • Mineral fibers may be legal resp. However, health reasons are not used in all indoor countries.
  • the mineral fiber-based absorption system always also contain formaldehyde, which should be avoided according to the current requirements.
  • the preservatives used in aqueous systems are sensitizing and may, among other things, cause skin irritations.
  • EP 0 652 187 A1 describes a plaster mortar based on foam glass granules, which, however, would be unsuitable for the present application due to its high thermal insulation capacity.
  • thermo-active components A system used in practice for the sound absorption of thermo-active components is based on quartz gravel.
  • the additional weight must be compensated by expensive measures such as thicker concrete slabs and or reinforced reinforcement, which in turn would result in higher costs and less space.
  • the organic resins used in the prior art are flammable and have at least a high water hazard class, so that products based thereon must be incinerated with high energy expenditure. Furthermore, these often soft polymers promote adhesion by bonding e.g. Fine dust on the surface a rapid surface contamination, which leads to an early, expensive renovation of these systems.
  • the object of the invention was to develop a sound-absorbing, moisture-regulating coating for walls, ceilings in the interior and exterior with the requirement profiles: Sound-absorbing smooth, bright surfaces;
  • an open-cell curing, incombustible coating composition is provided, in particular for ceilings and / or walls, which is substantially free of hydraulic binders.
  • the coating composition according to the invention is characterized by the following composition:
  • an aqueous phase comprising:
  • the initial ratio of Ca (OH) 2 + CaCO 3 can be varied over a wide range without substantially changing the inventive shafts.
  • composition according to the invention contains from 20 to 80 parts by volume of the inorganic, granular, light filler, with from 25 to 70% by volume and in particular from 55 to 65 parts by volume being used in most cases.
  • the coating composition of the invention is suitable for applying a sound-absorbing and / or moisture-regulating coating on a wall or ceiling surface. Furthermore, the inventive method coating composition for applying a sound-absorbing and / or moisture-regulating coating on a building, in particular on a plate. Furthermore, the coating composition according to the invention is suitable for producing a plate.
  • a further aspect of the invention relates to a jointless coating applied to a wall or ceiling surface, formed from an inorganic granular lightweight filler having a grain diameter of up to 5 mm and a bulk density of at most 1 ⁇ 100 kg / m 3 , in combination with an inorganic filler. see binders.
  • the binder consists mainly of Ca (OH) 2 and CaCO 3 , wherein the content of CaCO 3 in the final product, ie after virtually complete carbonation of Ca (OH) 2 about 15 to 80 wt .-% is.
  • the coating composition according to the invention comprises a solid part and a liquid phase, which are mixed together shortly before processing and can be processed by hand or by machine. However, it is also possible to prepare a ready-to-use finished mixture of all components or to produce finished sound-absorbing bodies from the coating composition.
  • the solid part is from the bulky, homogeneous lightweight filler such as Perlite, foam glass granules or foamed sand-lime granules with a diameter of up to 5 mm, which can be conveyed on demand and can not be seen during storage or transport.
  • the liquid phase contains water, calcium hydroxide, calcium carbonate and the usual additives such as thickener, wetting agent and pigment distributor and has a shelf life of at least 3 months and is frost-resistant.
  • the liquid phase is prepared as follows. The water is presented. With vigorous stirring, the additives are introduced and stirred until a stable mousse is obtained. Thereafter, the binders are added. Obtained is a stable highly viscous mixture, which is characterized by a specific density of less than 1 .2 g / cm 3 .
  • the liquid phase is now mixed with the light filler e.g. mixed with the expanded glass granules in commercial mixers in the ratio listed below and applied by hand and / or by machine to the surfaces to be coated and smoothed if desired, allowed to dry and, if desired, ground and / or coated with paint and / or with a microporous plaster. So that the blanket can be smoothed, the compressive strength and / or sandability of the solid part must not be greater than the compressive strength and / or sandability of the cured binders. Thus, during grinding, the surface color due to e.g. Whole grain fraction does not change, the white filler used must be homogeneous and can e.g. not merely coated with a bright product, which is removed during grinding and thereby releases a darker surface.
  • the white filler used must be homogeneous and can e.g. not merely coated with a bright product, which is removed during grinding and thereby releases a darker surface.
  • the formulation with two components namely a homogeneous light filler (powdery and giant-shaped) and an aqueous phase of the binder with the additives allows the rational machine processing with silo and commercially available plastering machines.
  • the open porosity of the coating composition is achieved by evaporation of the water used in the formulation.
  • Surfactants and / or a combination of highly swollen additives in the aqueous phase such as acrylic-based superabsorbents, natural and chemically modified cellulose, starch, and sugar derivatives, can be used to control air entrainment.
  • the surface After drying the coating composition, the surface can be sanded smoothly with standard grinders to the Streiflichttaugrete.
  • organosilicon compounds, photocatalytically active substances and halogenated compounds improves the soiling behavior in particular.
  • the surface can be sanded with little effort and is white again.
  • the ecological, health claim of the coating composition is characterized by the absence of preservatives and / or volatile organic substances normally required in aqueous systems, such as solvents, plasticizers, etc., and the absence of organic binders and inorganic fibers.
  • Residues from dismantling or opened containers can be disposed of in the same way as concrete or do not need to be incinerated.
  • the light filler essentially consists of multicellular glass hollow spheres or of a expanded glass granulate.
  • Corresponding products are commercially available, for example, under the name "Omega Bubbles" or "Poraver”.
  • the grain curve of the granular lightweight filler is selected according to the application range (e.g., acoustic properties) in a range of up to 5 mm.
  • the granular lightweight filler has a particle diameter of 0.1 to 1 .0 mm, in particular from 0.5 to 1 .0 mm for comparatively thick Be layers, while with a fine-grained light filler and very thin, only about 1 - 7 mm thick coatings let produce.
  • the coating composition it has an open-pore air volume of more in the cured state as 40 vol .-%, a water absorption capacity of more than 1 15 wt .-% and a density of less than 0.4 g / cm 3 on.
  • the lightweight fillers used offer the possibility of applying thick layers.
  • their thermal insulation properties are disadvantageous for the intended application.
  • the seamless coating is equipped in an advantageous embodiment with a plurality of mutually spaced-apart heat-conducting elements which extend from the wall or ceiling surface to approximately the side facing away from the coating.
  • each thermally conductive element may have a sheet metal strip or an elongate profile filled with a latent heat accumulator, which is aligned substantially perpendicular to the wall or ceiling surface.
  • each thermally conductive element has at least one fixing element equipped with adjusting means in order to adjust the position of the sheet metal strip relative to the wall or ceiling surface or the side of the coating facing away therefrom. It is particularly preferred if the coating has an open-pore air volume of more than 40% by volume in the region between the individual heat-conducting elements.
  • the combination of the selected binder with the thickener system appears to cause the following: the spherical fillers combine with the calcite crystals to form a rugged, high surface area network. The selected surface structure allows sound waves to be superimposed upon the impact of sound waves and reflection of sound, thereby improving the sound absorption of the surfaces created with the coating composition.
  • a pore volume of this order of magnitude is possible with hydraulic binders only in combination with organic binders. However, these are again flammable and do not meet the envisaged goal of incombustibility.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a coating applied to a ceiling surface, in a first vertical sectional view
  • Fig. 2 shows the coating of Figure 1, in a second vertical sectional view corresponding to the section II-II of Fig. 1.
  • FIG 3 shows a second embodiment of a coating applied to a ceiling surface, in a first vertical sectional view
  • FIG. 4 shows the coating of FIG. 3, in a second vertical sectional view corresponding to the section IV-IV of FIG. 3.
  • a fixing element 4 is provided on the underside 2 of a raw ceiling attached to an L-shaped profile by means of screws 6.
  • the fixing element 4 is provided with vertically extending oval-hole slots 8, which serve to adjust the height of a by means of screws 10 or alternatively by means of rivets mounted thereon thermally conductive element 12.
  • the heat-conducting element 12 is formed by a sheet metal strip which has a bevelled edge 14 on its underside.
  • the already applied coating mass 16 is also shown, which just barely covers the edge 14 of each heat-conducting element 12 and thereby forms the finished ceiling underside 18.
  • the fixing element 4 and the heat-conducting element 12 are formed from a good heat-conducting material, for example made of aluminum sheet. Due to the surface contact between the fixing element 4 and the heat-conducting element 12 screwed thereto, a good heat transfer is ensured.
  • the Fixierlemia 4 are fixed in a specified by the planning distance / grid by means of the mechanical attachment shown above or by gluing.
  • the heat-conducting elements 12 are then attached to the fixing elements 4.
  • the possibility of compensating for tolerances in the construction is achieved by a height adjustability of the fixing elements and / or the heat-conducting elements. In the example shown, the height adjustment is facilitated by the beveled edge 14.
  • the heat-conducting elements in the horizontal plane can be connected to one another in both directions.
  • the interspaces are filled with the coating material.
  • the ceiling coating is constructed analogous to that of Figs. 1 and 2, and accordingly, the matching components are provided with the same reference numerals as in Figs. 1 and 2.
  • the fixing element 4a has a wider vertical web, which accommodates a clamping device 20 for fixing a heat-conducting member 12a.
  • the latter is designed as a closed hollow longitudinal profile with an interior, which is filled with a latent heat storage 22, for example, a commercial paraffin wax or a salt hydrate.
  • a rounded longitudinal edge 24 allows the heat-conducting element 12a to be inserted well into the clamping device 20.
  • working mixtures can be formulated in the range given below.
  • Decisive for the product properties is always the composition by volume based on the inorganic light filler. Any information in percent by weight refers to a grain density of the light filler from 0.48 to 0.58 g / cm 3 and a bulk density of 260 to 330 g / l. In the case of deviations in the grain density of this value, the composition also shifts in percent by weight.
  • Inorganic light filler 20 to 80% by volume, e.g. Glass bubbles, Omega Bubbles 0.5 to 1 .0 mm,
  • Dispersing agent 0 - 2.0% by weight
  • Thickener eg hydroxyethylcellulose (HEC)
  • Residual water 20 - 50 wt.% As the water does not react chemically with the other constituents, it serves as a means of transport and for air entrainment. Thus, the air content and thus the sound absorption of the different frequencies can be controlled directly with the water content and a suitable surface-active substance such as dispersing aids and / or surfactants and adapted to the different acoustic requirements.
  • the ratio Ca (OH) 2 to CaCO3 is variable. After carbonation of Ca (OH) 2 , the CaCO3 content is between 15 and 80% of the dried formulation. Due to the different particle size of the CaCO3 used and the Ca (OH) 2 , the pore sizes can be influenced and their acoustic effect can be controlled.
  • Inorganic thickeners for example bentonite (0.1-2%), can be used in some cases instead of the organic and thus combustible thickeners.
  • Na salt of a polyacrylic acid (0.1-2%) for the supportive formation of the air pores which is mainly provided by the aqueous mousse of methylcellulose and the dispersing aid.
  • Polysilanes - Siloxanes (0.1 - 2%) improve the soiling behavior, and allow the surface to be cleaned with water extraction.
  • - fibers e.g. Cellulose fiber (0.1 - 2%) improves the homogeneous drying, results in a faster carbonation, can contribute to pore formation and reduce cracking.
  • Substances such as soda, CaC, cationic silicon surfactants, ⁇ 2 , soda (0.1 - 2%), promote the carbonation of the coating and or absorb some bad odors in the room.
  • the data refer to the formulation as applied to the building and are given as weight percentages:
  • Aqueous phase formed from:
  • Test specimens were prepared from the coating composition according to the above formulations. The cured specimens were weighed in the dry state, then immersed for 12 hours in water at room temperature and then weighed again after draining the water. From this it is possible to determine the water absorption and, via the known or measurable density of the test specimen and the known density of water, also the volume of water absorbed or the filled pore volume.
  • Density of the test piece in the dry state 61 g / 184 cm 3 0.331 g / cm 3

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Abstract

Eine offenporig aushärtende, unbrennbare Beschichtungsmasse, insbesondere für Decken und/oder Wände, weist folgende Zusammensetzung auf: 20 bis 80 Volumenanteile eines anorganischen, körnigen Leichtfüllstoffes mit einem Korndurchmesser von bis zu 5 mm und einem Schüttgewicht von höchstens 1'000 kg/m3, 80 bis 20 Volumenanteile einer wässrigen Phase, umfassend: 2 bis 40 Gew.-% Ca(OH)2, 0 bis 40 Gew.-% Ca CO3 feinteilig, 0 bis 2 Gew.-% Dispergierhilfsmittel, 0.1 bis 5.0 Gew.-% Verdicker, und der Rest Wasser, mit der Massgabe, dass der Gewichtsanteil von Ca(OH)2 + CaCO3 mindestens 6 Gew.-% beträgt. Eine daraus hergestellte Beschichtung umfasst eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten wärmeleitenden Elementen (12), welche sich von der Wand- oder Deckenfläche (2) bis annähernd zu der davon abgewandten Seite (18) der Beschichtung (16) erstrecken.

Description

Beschichtungsmasse, insbesondere für Decken und/oder Wände
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsmasse mit schallabsorbierenden und feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaften und deren Verarbeitungstechnik und Produktzyklus. Die anorganische, nichtbrennbare helle Beschichtungsmasse mit schallabsorbierenden und feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaften ist zur Herstellung von fugenlosen, glatten Decken und Wände geeignet und kann in einem Einmalauftrag in einer Schichtstärke bis zu 70 mm aufgetragen werden. Sie ist geeignet zur Herstellung von schallabsorbierenden Baukörpern, wie Platten. In Kombination mit vertikal integrierten Wärmeleitern ist die Beschichtungsmasse speziell für die Beschichtung von thermoaktiven Decken/Wände geeignet.
Stand der Technik
Besteht seitens der Architektur von Gebäuden der Wunsch von fugenlosen glatten Decken oder Wänden, werden unter anderem abgehängte Decken und/oder aufgeklebte Akustiksysteme bestehend aus einzelnen Platten eingesetzt. Die Platten werden auf eine abgehängte Tragkonstruktion oder direkt auf den Beton befestigt und mit Fugenmörtel, Klebebänder etc. miteinander verbunden. Nach Montage der Platten wird die Oberfläche mit einer Beschichtungsmasse glatt abgespachtelt.
Durch den unterschiedlichen Strömungswiderstand der Verbindungsstellen und/oder den unterschiedlichen Strömungswiderstand der eingesetzten Materia- lien kann im Laufe der Zeit eine ungewünschte Fugenabzeichnung erfolgen.
Die im Stand der Technik beschriebenen Systeme sind teilweise auf faserhalti- gen Produkten aufgebaut oder brauchen um die aufgeführte Schallabsorption zu erreichen eine faserhaltige Platte. Mineralfasern dürfen aus gesetzlichen resp. gesundheitlichen Gründen jedoch nicht in allen Ländern im Innenbereich eingesetzt werden. Im Weiteren enthalten die mineralfaserbasierten Absorptionssystem immer auch noch Formaldehyd, was gemäss den heutigen Vorgaben unbedingt vermieden werden sollte. Die in wässrigen Systemen eingesetzten Konservierungsmittel sind sensibilisierend und können unter anderem Hautirritationen verursachen.
Die in der Praxis eingesetzten Produkte auf der Basis von Leichtfüllstoffen und/oder Mineralfaserplatten sind durch ihre thermischen Isolationseigenschaf- ten nicht geeignet für die Schallabsorption in Gebäuden mit einer thermoaktiven Bauteilkühlung bzw. -wärmung. Beispielsweise beschreibt die EP 0 652 187 A1 einen Putzmörtel auf der Basis von Schaumglasgranulat, der jedoch aufgrund seiner hohen Wärmedämmfähigkeit für die vorliegende Anwendung ungeeignet wäre.
Ein in der Praxis eingesetztes System für die Schallabsorption von thermoaktiven Bauteilen basiert auf Quarzkies. Das zusätzliche Gewicht muss dabei durch teure Massnahmen wie dickere Betondecken und oder verstärkte Armierung kompensiert werden, was wiederum höhere Kosten und Raumverlust ergeben würde. Ebensolches gilt für den in EP 0 652 187 A1 beschriebenen Putzmörtel, welcher eine Trocken-Rohdichte von ungefähr 0.45 g/cm3 aufweist.
Die in verschiedenen Druckschriften beschriebenen Systeme basieren auf der Absorption unterschiedlicher Materialien wie absorbierende Platten auf Basis von Faser-, Loch- oder Schaumplatten in Kombination mit mikroporösen Be- schichtungen und müssen beim Rückbau kosten- und energieintensiv getrennt und entsorgt werden.
Verschiedene in der Literatur genannte Materialisierungen zur Erreichung glatter Decken auf Basis von Marmor-, Quarzgranulat lassen sich nicht schleifen, und daher weisen die daraus erstellten Flächen teilweise eine ungenügende Ebenheitstoleranz auf.
Die Erstellung dünner, glatter mikroporöser Schichten auf der Basis von Marmor- , Quarzgranulaten bedarf eines hohen mechanischen Druckes durch die Glättwerkzeuge. Dies wirkt sich in einer verstärkten Verdichtung der Oberfläche aus und führt daher zu einer Minderung der Schallabsorption.
Die nach dem Stand der Technik eingesetzten Kunstharze auf organischer Basis sind brennbar und haben eine zumindest hohe Wassergefährdungsklasse, so dass darauf basierende Produkte mit hohem Energieaufwand verbrannt werden müssen. Im Weiteren fördern diese oft weichen Polymere durch verkleben von z.B. Feinstaub an der Oberfläche eine rasche Oberflächenverschmutzung, was zu einer frühen, teuren Renovation dieser Systeme führt.
Die gemäss verschiedenen Druckschriften für schallabsorbierende Systeme eingesetzten Formulierungen sind durch die verwendeten Rohstoffe nicht frostbeständig und müssen im Winter kosten- und energieintensiv gelagert und/oder transportiert werden.
Zementäre Schallabsorptionssysteme haben eine beschränkte Verarbeitungszeit und angefangene Gebinde/Säcke müssen entsorgt werden.
Die Verarbeitung von Trockenmischungen, welche eine helle Oberfläche erge- ben sollen, bedarf sauberen Wassers. Dies ist jedoch zum Zeitpunkt des Einbaus am Objekt nicht immer vorhanden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung bestand in der Entwicklung einer schallabsorbieren- den, feuchtigkeitsregulierenden Beschichtung für Wände, Decken im Innen- und Aussenbereich mit den Anforderungsprofilen: Schallabsorbierende glatte, helle Oberflächen;
Brandkennziffer mindestens A2;
Schichtstärken von 1 mm bis 70 mm durch Einmalauftrag
Integration von auf der Rohdecke angebrachten Leitungen, Verrohrungen. - Oberfläche plan zu schleifen, so dass streiflichttaugliche Decken erstellt werden können;
niedriges Flächengewicht des Systems auch beim Einsatz für Beschichtung von thermoaktiven Bauteilen.
Beim Schleifen der Decken bleibt die Oberfläche immer weiss;
- Einsetzbar für thermoaktive Decken, Wände;
Rationelle, schnelle, maschinelle Verarbeitbarkeit mit langer offener Zeit; Verzicht auf den im Hochbau durch z.B. den Baumeister verursachten üblichen Toleranzausgleich bei Wänden, Decken durch z.B. Grundputz, abgehängtes Deckensystem;
- Ausgewählte Rohstoffe, welche ökologischen Ansprüchen Rechnung tragen und eine gute Energiebilanz haben;
Absolut formaldehydfreie Formulierung eines Akustiksystems;
Einfache Reinigungsmöglichkeit durch Abtrag der schmutzigen Schicht; - Frei von VOC;
- Möglichkeiten der Erstellung von sehr hellen Oberflächen ohne Beigabe von zusätzlichen Weisspigmenten wie Titanoxid, Zinkweiss, Zinksulfid, etc.
Möglichkeit eines Einsatzes ohne die bei einigen Systemen für die Schallabsorption genannten notwendigen Mineralfaserplatten;
Verzicht von chemischen Konservierungsmitteln;
- Produktverarbeitung bis 5°C Raum-, Oberflächentemperatur möglich.
Die obigen und weitere Aufgaben werden gelöst durch die im Anspruch 1 definierte Beschichtungsmasse, durch die im Anspruch 5 definierte Verwendung sowie durch die im Anspruch 6 definierte Beschichtung. Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine offenporig aushärtende, unbrennbare Beschichtungsmasse, insbesondere für Decken und/oder Wände, bereitgestellt welche im Wesentlichen frei von hydraulischen Bindemitteln ist. Die erfindungsgemässe Beschichtungsmasse ist gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
20 bis 80 Volumenanteile eines anorganischen, körnigen Leichtfüllstoffes mit einem Korndurchmesser von bis zu 5 mm und einem Schüttgewicht von höchstens 1 Ό00 kg/m3 ,
80 bis 20 Volumenanteile einer wässrigen Phase, umfassend:
- 2 bis 40 Gew.-% Ca(OH)2
- 0 bis 40 Gew.-% CaCO3 feinteilig,
0 bis 2.0 Gew.-% Dispergierhilfsmittel,
0.1 bis 5.0 Gew.-% Verdicker, und
der Rest Wasser;
mit der Massgabe, dass der Gewichtsanteil von Ca(OH)2 + CaCO3 mindestens 6 Gew.-% beträgt.
Es hat sich gezeigt, dass das anfängliche Verhältnis von Ca(OH)2 + CaCO3 über einen weiten Bereich variiert werden kann, ohne die erfindungsgemässen Eigen- Schäften wesentlich zu ändern. Beispielsweise kann auch ohne CaCO3 gestartet werden, wobei dann ein minimaler Gehalt von 6 Gew.-% an Ca(OH)2 einzusetzen ist.
Generell enthält die erfindungsgemässe Zusammensetzung 20 bis 80 Volumen- anteile des anorganischen, körnigen Leichtfüllstoffes, wobei zumeist 25 bis 70 Volumenprozent und insbesondere 55 bis 65 Volumentanteile verwendet werden.
Die erfindungsgemässe Beschichtungsmasse eignet sich zum Anbringen einer schallabsorbierenden und/oder feuchtigkeitsregulierenden Beschichtung auf einer Wand- oder Deckenfläche. Weiterhin eignet sich die erfindungsgemässe Be- schichtungsmasse zum Anbringen einer schallabsorbierenden und/oder feuch- tigkeitsregulierenden Beschichtung auf einem Baukörper, insbesondere auf einer Platte. Ferner ist die erfindungsgemässe Beschichtungsmasse zur Herstellung einer Platte geeignet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine auf einer Wand- oder Deckenfläche angebrachte fugenlose Beschichtung, gebildet aus einem anorganischen, körnigen Leichtfüllstoff mit einem Korndurchmesser von bis zu 5 mm und einem Schüttgewicht von höchstens 1 Ό00 kg/m3, in Kombination mit einem anorgani- sehen Bindemittel. Dabei besteht das Bindemittel hauptsächlich aus Ca(OH)2 und CaCO3, wobei der Gehalt an CaCO3 im Endprodukt, d.h. nach praktisch vollständiger Carbonatisierung des Ca(OH)2 etwa 15 bis 80 Gew.-% beträgt.
Die erfindungsgemässe Beschichtungsmasse umfasst einen Feststoffteil und eine flüssige Phase, welche kurz vor der Verarbeitung zusammengemischt werden und von Hand oder maschinell verarbeitet werden können. Es kann ohne weiteres aber auch eine lagerbeständige Fertigmischung aller Komponenten erstellt werden oder aus der Beschichtungsmasse fertige schallabsorbierende Körper hergestellt werden.
Der Feststoffteil wird dabei vom voluminösen, homogenen Leichtfüllstoff wie z.B. Perlite, Schaumglasgranulate oder geschäumtes Kalksandsteingranulat mit einem Durchmesser von bis zu 5 mm gebildet, der sich nach Wunsch maschinell fördern lässt und sich während der Lagerung oder des Transportes nicht entmi- sehen kann.
Der Feststoffteil kann im BigBag sowie im Silo ab Produktionswerk direkt und somit energie-, umweit- und kostenschonend auf die Baustelle geführt werden. Die Flüssigphase beinhaltet Wasser, Calciumhydroxid, Calciumcarbonat und die üblichen Additive wie Verdicker, Netzmittel und Pigmentverteiler und hat eine Lagerbeständigkeit von mindestens 3 Monaten und ist frostbeständig. Die Flüssigphase wird folgendermassen hergestellt. Das Wasser wird vorgelegt. Unter starkem Rühren werden die Additive eingebracht und so lange gerührt bis ein stabiles Mousse entsteht. Danach werden die Bindemittel dazugegeben. Erhalten wird ein stabiles hochviskoses Stoffgemisch, welches sich speziell durch eine Dichte von unter 1 .2 g/cm3 auszeichnet.
Die Flüssigphase wird nun mit dem Leichtfüllstoff z.B. dem Blähglasgranulat in handelsüblichen Mischgeräten im unten aufgeführten Verhältnis gemischt und von Hand und/oder maschinell auf die zu beschichteten Oberflächen aufgetragen und falls gewünscht geglättet, trocknen gelassen und falls gewünscht ge- schliffen und/oder mit Farbe und/oder mit einer mikroporösem Putz beschichtet. Damit sich die Decke glatt schleifen lässt, darf die Druckfestigkeit und oder Schleifbarkeit des Feststoffteils nicht grösser sein als die Druckfestigkeit und o- der Schleifbarkeit der ausgehärteten Bindemittel. Damit sich während dem Schleifen die Oberflächenfarbe infolge z.B. Kornbruch nicht ändert, muss der eingesetzte weisse Füllstoff homogen sein und kann z.B. nicht lediglich mit einem hellen Produkt ummantelt sein, welches beim Schleifen entfernt wird und dadurch eine dunklere Oberfläche freigibt. Vorteile:
Die Formulierung mit zwei Komponenten, nämlich einem homogenen Leichtfüllstoff (pulver- und rieseiförmig) und einer wässrigen Phase des Bindemittels mit den Additiven erlaubt die rationelle maschinelle Verarbeitung mit Silo und han- delsüblichen Verputzmaschinen. Die Offen porig keit der Beschichtungsmasse wird durch Verdampfen des in der Formulierung eingesetzten Wassers erreicht. Oberflächenaktive Substanzen und/oder eine Kombination mit in der wässrigen Phase stark gequollenen Additiven, wie Superabsorber auf Acrylbasis, natürliche und chemisch modifizierte Cellulose-, Stärke-, Zuckerderivate, können zur Steuerung der Luftporenbildung eingesetzt werden.
Nach dem Trocknen der Beschichtungsmasse lässt sich die Oberfläche mit handelsüblichen Schleifgeräten glatt bis zur Streiflichttauglichkeit schleifen.
Bei Beschädigungen der Decke/ Wände können diese aufgrund der gewählten Materialisierung der Aufgabenstellung partiell geflickt werden, ohne dass man die ganze Decke nochmals beschichten muss. Durch die Zugabe von Siliziumorganischen Verbindungen, photokatalytisch wirksamen Substanzen und oder halogenierten Verbindungen wird im speziellen das Anschmutzverhalten verbessert.
Bei starker Verschmutzung kann die Oberfläche mit geringem Aufwand geschlif- fen werden und ist wieder weiss.
Im Weiteren ist der ökologische, gesundheitliche Anspruch der Beschichtungsmasse durch die Abwesenheit von in wässrigen Systemen normalerweise notwendigen Konservierungsmitteln und oder flüchtigen organischen Stoffen, wie Lösungsmittel, Weichmacher etc. und die Abwesenheit von organischen Bindemittel und anorganischen Fasern gekennzeichnet.
Mit organischen natürlichen Additiven auf Basis natürlicher oder chemisch modifizierter Naturprodukte (Stärkederivate insbesondere Mais und Reis Stärke) wur- de die Bruchdehnung und die Rissbildung des Systems verbessert. Mit dieser Beschichtungsmasse hergestellte schallabsorbierende Decken und oder Wände müssen zur Erreichung der Toleranzen vorgängig nicht ausgrundiert werden, was wiederum Kosten und eine Zeitersparnis am Bau ergeben. Reststoffe aus Rückbau oder angebrochenen Gebinden können zu 100% recyc- liert werden.
Reststoffe aus Rückbau oder angebrochenen Gebinden können analog Beton entsorgt werden oder müssen nicht verbrannt werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Vorteilhafterweise besteht der Leichtfüllstoff im Wesentlichen aus multizellulären Glashohlkugeln oder aus einem Blähglasgranulat. Entsprechende Produkte sind beispielsweise unter der Bezeichnung "Omega Bubbles" oder "Poraver" im Handel erhältlich.
Die Siebkurve des körnigen Leichtfüllstoffs wird entsprechend dem Anwen- dungsbereich (z.B. akustische bzw. ästhetische Eigenschaften) in einem Bereich von bis zu 5 mm ausgewählt.
Vorzugsweise weist der körnige Leichtfüllstoff einen Korndurchmesser von 0.1 bis 1 .0 mm, insbesondere von 0.5 bis 1 .0 mm für vergleichsweise dicke Be- Schichtungen auf, während sich mit einem feinkörnigeren Leichtfüllstoff auch sehr dünne, nur ca. 1 - 7 mm dicke Beschichtungen herstellen lassen. Dadurch lässt sich für gewisse Anwendungen nicht nur Material sparen, sondern auch eine besonders kompakte Anordnung realisieren. Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Beschichtungsmasse weist diese im ausgehärteten Zustand ein offenporiges Luftvolumen von mehr als 40 Vol.-%, ein Wasseraufnahmevermögen von mehr als 1 15 Gew.-% und eine Dichte von weniger als 0.4 g/cm3 auf.
Die verwendeten Leichtfüllstoffe bieten die Möglichkeit, dicke Schichtstärken aufzutragen. Deren thermische Isolationseigenschaften sind jedoch für die vorgesehene Anwendung von Nachteil. Zur Bereitstellung der erforderlichen Wärmeleitung ist die fugenlose Beschichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform mit einer Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten wärmeleitenden Elementen ausgestattet, welche sich von der Wand- oder Deckenfläche bis an- nähernd zu der davon abgewandten Seite der Beschichtung erstrecken.
Insbesondere kann dabei jedes wärmeleitende Element einen Metallblechstreifen oder ein mit einem Latentwärmespeicher gefülltes längliches Profil aufweisen, der im Wesentlichen senkrecht zur Wand- oder Deckenfläche ausgerichtet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der fugenlosen Beschichtung weist jedes wärmeleitende Element mindestens ein mit Verstellungsmitteln ausgestattetes Fixierelement auf, um die Position der Metallblechstreifens gegenüber der Wand- oder Deckenfläche beziehungsweise der davon abgewandten Seite der Beschichtung einzustellen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Beschichtung im Bereich zwischen den einzelnen Wärmeleitelementen ein offenporiges Luftvolumen von mehr als 40 Vol.-% aufweist. Ohne sich auf eine bestimmte theoretische Erklärung einzuschränken, scheint die Kombination des gewählten Bindemittels mit dem Verdickersystem Folgendes zu bewirken: die kugelförmigen Füllstoffe verbinden sich mit den Kalzitkristallen zu einem zerklüfteten Netzwerk mit grosser Oberfläche. Die gewählte Oberflächenstruktur ermöglicht beim Auftreffen von Schallwellen, durch Schallre- flexionen eine Schallwellenüberlagerung und verbessert dadurch die Schallabsorption der mit der Beschichtungsmasse erstellten Flächen. Diese für die Erfindung notwendige Eigenschaft wird mit Formulierungen gemäss EP 0 652 187 nicht erreicht. Im Weiteren absorbieren die hydraulischen Bindemittel das für die Porenbildung notwendige Wasser, welches für die Porenbildung nicht mehr zur Verfügung steht und das notwendige Porenvolumen von grösser als 40% verunmöglicht.
Ein Porenvolumen von dieser Grössenordnung ist mit hydraulischen Bindemittel nur in Kombination mit organischen Bindemitteln möglich. Diese sind aber wiederum brennbar und entsprechen nicht dem anvisierten Ziel der Unbrennbarkeit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen: Fig. 1 eine erste Ausgestaltung einer auf einer Deckenfläche angebrachten Beschichtung, in einer ersten vertikalen Schnittdarstellung;
Fig. 2 die Beschichtung der Fig. 1 , in einer zweiten vertikalen Schnittdarstellung entsprechend dem Schnitt II-II der Fig. 1 ;
Fig. 3 eine zweite Ausgestaltung einer auf einer Deckenfläche angebrachten Beschichtung, in einer ersten vertikalen Schnittdarstellung; und
Fig. 4 die Beschichtung der Fig. 3, in einer zweiten vertikalen Schnittdarstellung entsprechend dem Schnitt IV-IV der Fig. 3.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer De- ckenbeschichtung ist an der Unterseite 2 einer Rohdecke ein Fixierelement 4 mit einem L-förmigen Profil mittels Schrauben 6 befestigt. Das Fixierelement 4 ist mit vertikal verlaufenden Ovalloch-Schlitzen 8 versehen, welche zur Höhenverstellung eines mittels Schrauben 10 oder alternativ mittels Nieten daran montierten wärmeleitenden Elementes 12 dienen. Im gezeigten Beispiel wird das wärmelei- tende Element 12 durch einen Metallblechstreifen gebildet, der an seiner Unterseite eine angeschrägte Kante 14 hat. In den Figuren ist zudem die bereits aufgetragene Beschichtungsmasse 16 dargestellt, welche die Kante 14 jedes wärmeleitenden Elementes 12 knapp überdeckt und dabei die fertige Deckenunterseite 18 bildet. Das Fixierelement 4 und das wärmeleitende Element 12 sind aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Aluminiumblech gebildet. Durch den flächigen Kontakt zwischen dem Fixierelement 4 und dem daran festgeschraubten wärmeleitenden Element 12 wird eine gute Wärmeübertragung gewährleistet. Auf die bestehende Deckenuntersicht werden die Fixierlelemente 4 in einem von der Planung festgelegten Abstand/ Raster mittels der oben gezeigten mechanischer Befestigung oder aber durch Kleben befestigt. Die wärmeleitenden Elemente 12 werden anschliessend an die Fixierelemente 4 befestigt. Die Möglichkeit, Toleranzen am Bau zu kompensieren, wird durch eine Höhenverstellbarkeit der Fixierelemente und/oder der wärmeleitenden Elemente erreicht. Im gezeigten Beispiel wird die Höhenausrichtung durch die angeschrägte Kante 14 erleichtert.
Grundsätzlich können die wärmeleitenden Elemente in der horizontalen Ebene in beiden Richtungen miteinander verbunden sein.
Zum Schluss werden die Zwischenräume mit der Beschichtungsmasse aufgefüllt. Mit einer z.B. auf den wärmeleitenden Elemente geführten Richtlatte wird das überschüssige Beschichtungsmaterial abgezogen, die Decke geglättet und die Oberfläche nach Wunsch weiterbearbeitet. Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Deckenbeschichtung analog aufgebaut wie diejenige der Fig. 1 und 2, und dementsprechend sind die übereinstimmenden Bestandteile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 1 und 2. Wesentlicher Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausführungsbeispiel, dass das Fixierelement 4a einen breiteren Vertikalsteg aufweist, welcher eine Klemmvorrichtung 20 zur Fixierung eines wärmeleitenden Elementes 12a beherbergt. Letzteres ist als abgeschlossenes hohles Längsprofil mit einem Innenraum ausgestaltet, das mit einem Latentwärmespeicher 22, beispielsweise einem handelsüblichen Pa- raffinwachs oder einem Salzhydrat, gefüllt ist. Durch eine abgerundete Längskante 24 lässt sich das wärmeleitende Element 12a gut in die Klemmvorrichtung 20 einführen.
Im Allgemeinen lassen sich funktionierende Mischungen im unten aufgeführten Bereich formulieren.
Massgebend für die Produkteigenschaften ist immer die Zusammensetzung nach Volumen basierend auf dem anorganischen Leichtfüllstoff. Etwaige Angaben in Gewichtsprozenten beziehen sich auf eine Kornrohdichte des Leichtfüll- Stoffes von 0.48 bis 0.58 g/cm3 und ein Schüttgewicht von 260 bis 330 g/l. Bei Abweichungen der Kornrohdichte von diesem Wert verschiebt sich auch die Zusammensetzung in Gewichtsprozenten.
Anorganischer Leichtfüllstoff: 20 bis 80 Vol.-% z.B. Glashohlkugeln, Omega Bubbles 0.5 bis 1 .0 mm,
oder Blähglasgranulat, Poraver 0.5 bis 1 .0 mm
Wässrige Phase: Rest
- Ca(OH)2 2 - 40 Gew.%
- CaCO3 feinteilig max. 100 pm 0 - 40 Gew.%
Dispergierhilfsmittel, 0 - 2.0 Gew.% Verdicker, z.B. Hydroxyethylcellulose (HEC)
Xanthan, Methylcellulose 0.1 - 5.0 Gew.%
Rest Wasser 20 - 50 Gew.% Da das Wasser keine chemische Reaktion mit den anderen Bestandteilen eingeht, dient es als Transportmittel und zur Luftporenbildung. Somit kann mit dem Wassergehalt und einem geeigneten oberflächenaktiven Stoff wie Dispergier- hilfsmittel und oder Tensiden direkt die Luftporengrösse und somit die Schallabsorption der unterschiedlichen Frequenzen gesteuert werden und den unter- schiedlichen akustischen Anforderungen angepasst werden.
Es ist anzunehmen, dass der durch Ca(OH)2 hervorgerufene, vergleichsweise hohe pH von ca. 12.5 die Oberflächenaktivität des Verdickers fördert und dadurch das optimale Aufschäumen bei gleichzeitiger Verdickung des wässrigen Systems ermöglicht.
Um optimale Verarbeitungseigenschaften zu erreichen, können auch Kombinationen verschiedener handelsüblicher organische, wie auch anorganische Verdicker z.B. Bentonit oder Kieselsäure eingesetzt werden.
Das Verhältnis Ca(OH)2 zu CaCO3 ist variabel. Nach Carbonatisierung des Ca(OH)2 beträgt der Gehalt an CaCO3 zwischen 15 und 80% der ausgetrockneten Formulierung. Durch die unterschiedliche Teilchengrösse des eingesetzten CaCO3 und des Ca(OH)2 kann die Porengrössen beeinflusst und deren akustische Wirkung gesteuert werden.
Stoffe die aus dem Stand der Technik bekannt sind und dazugegeben werden können, aber für die Erfindung nicht absolut notwendig sind, jedoch teilweise die Produkteigenschaften verbessern können: Anorganische Verdicker z.B. Bentonit (0.1 - 2%) können teilweise anstelle der organischen und somit brennbaren Verdicker eingesetzt werden.
Na -Salz einer Polyacrylsäure (0.1 - 2%) für die unterstützende Bildung der Luftporen, welche hauptsächlich durch das wässrige Mousse von Me- thylcellulose und dem Dispergierhilfsmittel erbracht wird.
Polysilane - Siloxane (0.1 - 2%) verbessern das Anschmutzverhalten respektive, lassen die Oberfläche mit Wasserextraktion reinigen. - Fasern z.B. Cellulosefaser (0.1 - 2%) verbessern die homogene Austrocknung, ergeben eine schnellere Carbonatisierung, können zur Porenbildung beitragen und vermindern die Rissbildung.
Stoffe wie Natron, CaC , kationische Silicontenside, ΤΊΟ2, Natron (0.1 - 2%), fördern die Karbonatisierung der Beschichtungsmasse und oder absorbieren teilweise schlechte Gerüche im Raum.
Beispiele von Formulierungen
Die Angaben beziehen sich auf die Formulierung, wie sie auf den Baukörper ap- pliziert wird und sind als Gewichtsprozente angegeben:
Formulierung A
Glashohlkugeln, Omega Bubbles 0.5 - 1 .0 mm 37 %
Wässrige Phase, gebildet aus:
- Ca(OH)2 7 %
- CaCO3 feinteilig max. 100 um 14 %
Pigmentverteiler 0.2%
Methylcellulose 1 %
- Wasser 40.8% Formulierung B
Glashohlkugeln, Omega Bubbles 0.0 - 0.5 mm 38 %
Wäss ge Phase, gebildet aus:
- Ca(OH)2 10 %
- CaCO3 feinteilig max. 100 um 15 %
Pigmentverteiler 0.2%
Methylcellulose 1 %
- Wasser 35.8% Charakterisierung des ausgehärteten Beschichtungsmasse
Es wurden Probekörper aus der Beschichtungsmasse gemäss den obigen Formulierungen hergestellt. Die ausgehärteten Probekörper wurden im trockenen Zustand gewogen, danach während 12 Std. in Wasser bei Raumtemperatur getaucht und anschliessend nach Abtropfen des Wassers nochmals gewogen. Da- raus lässt sich die Wasseraufnahme und über die bekannte bzw. messbare Dichte des Probekörpers sowie über die bekannte Dichte von Wasser auch das Volumen des aufgenommenen Wassers bzw. das ausgefüllte Porenvolumen bestimmen. Beispiel für Probekörper gemäss Formulierung A
- Gewicht des Probekörpers im trockenen Zustand: 61 g
- Volumen des Probekörpers im trockenen Zustand: 184 cm3
- Dichte des Probekörpers im trockenen Zustand = 61 g / 184 cm3 0.331 g/cm3
- Gewicht des Probekörpers nach Wasseraufnahme: 159 g - Gewicht des aufgenommenen Wassers: 98 g
- Wasseraufnahmevermögen = 98 g / 61 g: 160 Gew.-%
- offenporiges Luftvolumen = 98 cm3 / 184 cm3: 53 Vol.-%

Claims

Offenporig aushärtende, unbrennbare Beschichtungsmasse, insbesondere für Decken und/oder Wände, welche im Wesentlichen frei von hydraulischen Bindemitteln ist und durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet ist:
20 bis 80 Volumenanteile eines anorganischen, körnigen Leichtfüllstoffes mit einem Korndurchmesser von bis zu 5 mm und einem Schüttgewicht von höchstens 1 Ό00 kg/m3 ,
80 bis 20 Volumenanteile einer wässrigen Phase, umfassend:
- 2 bis 40 Gew.-% Ca(OH)2
- 0 bis 40 Gew.-% CaCO3 feinteilig,
0 bis 2 Gew.-% Dispergierhilfsmittel,
0.1 bis 5.0 Gew.-% Verdicker, und
der Rest Wasser,
mit der Massgabe, dass der Gewichtsanteil von Ca(OH)2 + CaCO3 mindestens 6 Gew.-% beträgt.
Beschichtungsmasse nach Anspruch 1 , wobei der Leichtfüllstoff im Wesentlichen aus multizellulären Glashohlkugeln oder aus einem Blähglasgranulat besteht.
Beschichtungsmasse nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Leichtfüllstoff einen Korndurchmesser von 0.1 bis 1 .0 mm, insbesondere von 0.5 bis 1 .0 mm aufweist.
Beschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie im ausgehärteten Zustand ein offenporiges Luftvolumen von mehr als 40 Vol.-%, ein Wasseraufnahmevermögen von mehr als 1 15 Gew.-% und eine Dichte von weniger als 0.4 g/cm3 aufweist.
Verwendung der Beschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Anbringen einer schallabsorbierenden und/oder feuchtigkeitsregulie- renden Beschichtung auf einer Wand- oder Deckenfläche oder auf einem Baukörper, insbesondere einer Platte, oder zur Herstellung einer Platte.
Auf einer Wand- oder Deckenfläche angebrachte fugenlose Beschichtung (16), gebildet aus einem anorganischen, körnigen Leichtfüllstoff mit einem Korndurchmesser von bis zu 5 mm und einem Schüttgewicht von höchstens 1 Ό00 kg/m3, in Kombination mit einem anorganischen Bindemittel, wobei das Bindemittel hauptsächlich aus Ca(OH)2 und CaCO3 besteht und wobei der Gehalt an CaCO3 des Endproduktes etwa 15 bis 80 Gew.-% beträgt.
Fugenlose Beschichtung nach Anspruch 6, wobei der Leichtfüllstoff im Wesentlichen aus multizellulären Glashohlkugeln oder aus einem Blähglasgranulat mit einem Korndurchmesser von vorzugsweise 0.1 bis 1 .0 mm, insbesondere 0.5 bis 1 .0 mm, besteht.
Fugenlose Beschichtung nach Anspruch 6 oder 7, umfassend eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten wärmeleitenden Elementen (12; 12a), welche sich von der Wand- oder Deckenfläche (2) bis annähernd zu der davon abgewandten Seite (18) der Beschichtung (16) erstrecken.
Fugenlose Beschichtung nach Anspruch 8, wobei jedes wärmeleitende Element (12) einen Metallblechstreifen aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zur Wand- oder Deckenfläche ausgerichtet ist.
Fugenlose Beschichtung nach Anspruch 8, wobei jedes wärmeleitende Element (12a) ein mit einem Latentwärmespeicher (22) gefülltes längliches Profil aufweist, das im Wesentlichen senkrecht zur Wand- oder Deckenfläche ausgerichtet ist.
Fugenlose Beschichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei jedes wärmeleitende Element (12; 12a) mindestens ein mit Verstellungsmitteln (8, 10; 20) ausgestattetes Fixierelement (4; 4a) aufweist, um die Position des Metallblechstreifens (12) bzw. des länglichen Profils (12a) gegenüber der Wandoder Deckenfläche (2) beziehungsweise der davon abgewandten Seite (18) der Beschichtung (16) einzustellen.
12. Fugenlose Beschichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , mit einem offenporigen Luftvolumen von mehr als 40 Vol.-%.
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