DE2915977A1 - Unbrennbare aeussere waermedaemmschicht mit oberflaechenbeschichtung - Google Patents
Unbrennbare aeussere waermedaemmschicht mit oberflaechenbeschichtungInfo
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Description
Es 1st bekannt, Gebäude und andere Objekte von außen mit Mineralfaserplatten
oder -matten gegen Wärmev/erluste zu schützen. Dies
wird meist in der Weise durchgeführt, daß Platten oder rollbare Matten aus Glas- oder Mineralwolle durch Ankleben, Annageln oder
Anschrauben an dem zu isolierenden Objekt befestigt werden, während zusätzlich eine Verkleidung auf einem dafür geeigneten Unterbau
(z.B. Zementasbestplatten auf Lattenrost) zum Schutz von Wärmedämmung und Baukörper gegBn Witterungseinflüsse angebracht wird.
Fachlich wird ein solches System als vorgehängte Fassade bezeichnet. Eine solche Konstruktion ist jedoch sehr aufwendig.
Es lag daher nahe, die Mineralfaserplatten ohne die aufwendige Konstruktion einer vorgehängten Fassade unmittelbar mit einer
schützenden Deckschicht zu versehen, die aus Putz oder aufgeklebten Platten bestehen kann. Solche Deckschichten haben jedoch nicht
gehalten, weil sich die Mine—ralfaeerplatten infolge ihrer losen
Bindung und der parallel zur Oberfläche verlaufenden Faserrichtung
sehr leicht spalten lassen. Die Verankerung der Deckschichten am Baukörper ist daher völlig unzureichend.
Man hat daher versucht, anstelle der Mineralfaserplatten Wärme—
dämmplatten aus organischem Schaum, wie Styrolschaum, Polyurethanschaum
und anderen an das zu isolierende Objekt anzukleben oder auch mechanisch zu befestigen und dann mit geeigneten Deckschichten
zu versehen. Wärmedämmschichten aus solchen Schäumen sind sehr steif und hart und können die Zugbeanspruchung der Deckschicht
leicht auf den Baukörper übertragen.
Es hat sich jedoch bald gezeigt, daß die hohe Festigkeit der Wärmedämmschichten
aus organischem Schaum gleichzeitig erhebliche Nachteile brachte. Auf der Oberfläche eines Baukörpers können durch
Sonneneinstrahlung einerseits und durch Frost andererseits Temperatu-Differenzen
von 70 K und mehr auftreten. Normaler Weise wird diese Temperatur vom Baukörper aufgenommen und ausgeglichen, aodaß
zwischen Baukörper und Deckschichten keine so wesentlichen Temperaturdifferenzen
entstehen, daß dadurch erhebliche mechanische Spannungen auftreten, die zur Ablösung des Putzes oder Plattenmaterials
führen können.
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Anders ist die Situation jedoch, wenn zwischen Baukörper und Deckschicht
eine Wärmedämmschicht vorhanden ist. In diesem Fall bleibt die Baukörpertemperatur konstant, während die Temperatur dar Deckschicht
erheblich schwankt, weil der Wärmeübergang und damit dar
Temperaturausgleich durch die Wärmedämmschicht verhindert wird. Das hat zur Folge, daß die Deckschicht aus Putz oder Plattenmaterial
je nach Temperatureinwirkung erheblichen Längenänderungen unterworfen ist, sadaß Spannungen entstehen, die bBi unnachgiebigem
Untergrund zur Ablösung der Deckschicht führen.
Auch das Armieren einer Deckschicht aus Putzmörtel mit Glasfasergewebe
und das Überdecken der Fugen der Wärmedämmplatten mit Gewebestreifen
oder Faservlies konnte diesem Übelstand nicht abhalfen.
Aus dem gleichen Grunde kam as auch zu Schaden bei dar Verwendung
der an sich weichen Mineralfaserplatten oder -matten, weil hier zwar nicht die Deckschicht von dan Platten abriß, jedoch die Platten
selber aufspalteten und damit die Haftung der Deckschicht am Gebäude unterbrochen wurde.
Weiterhin versagen Dämmplatten aus organischem Schaum bei Hitzaeinwirkung
im Brandfall. Selbst WBnn solche Schaumstoffplatten schwerentflammbar eingestellt sind, so führt eine Temperatur von
nur 470 K bereits zur Erweichung, zum Abschmelzen oder Verkohlung des Materials: die aufgebrachte Deckschicht löst sich ab und gefährdet
die Löschmannschaft und andere Personen.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Wärmedämmschicht
zu entwickeln, dia den geschilderten Baanspruchungan gerecht
wird, die im Brandfall nicht versagt und die Anwendung normaler Putzmethoden sowie diB Anbrigung von Plattenmaterial mit
Bindemitteln beziehungsweise Klebstoffen gestattet, ohne daß irgendwelche Schaden zu befürchten sind.
Erfindungsgemäß besteht die Wärmedämmschicht aus Minaralfasarlamellen.
Als Mineralfaser-Lamellen werden aus Mineralwolla-Platten
geschnittene gleichmäßig breite Streifen bezeichnet, dia um 90
gedreht und aneinandergereiht eine bürstenartige Struktur aufweisen, wobei die Faserrichtung senkrecht zur Oberfläche eingestellt
ist.
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Zur Erläuterung des erfindungsgemäßan Gegenstandes sind die Zeichnungen
Fig. 1-4 beigefügt. Fig. 1 zeigt schematisch den Herstellungsvorgang von Lamellen und deren Verbindung mit einem Gewebe.
Aus den Schraffuren ist die Faserrichtung ersichtlich. Die handelsübliche Mineralfeserplatte (1) wird durch die Vorrichtung (2)
in gleichmäßig breite Streifen (3), die Lamellen geschnitten. Sis werden um 90 gedreht und zu einer Lamellenbahn (4) aneinander
gereiht.
Die Anordnung dieser Faserrichtung hat folgende Effekte: Die Wärmedämmschicht
(4) kann senkrecht zur Oberfläche erhebliche Zugkräfte aufnehmen. Es wurden Werte bis zu 40 N/cm gemessen. Mit
solchen Festigkeiten ist die Verankerung einer Deckschicht auf dem Mauerwerk mit Hilfe einer flächigen Verbindung mehr als gewährleistet.
Andererseits ist eine solche Lamellenschicht (4) bei Beanspruchungen
parallel zur Oberfläche sehr nachgiebig. Die Fasern wirken gleich kleinen Pendelstützen. Daher können Längenänderungen der
Deckschicht aufgenommen werden, ohne daß Spannungen gegenüber dem Untergrund oder Mauerwerk entstehen. Somit ist bei einer solchen
erfindungsgemäßen Wärmedämmung gewährleistet, daß eine beliebige steife Beschichtung, sei es als Putz oder als aufgeklebte Platte,
nach Einwirkung von Temperaturänderungen sich nicht von der Wärmedämmschicht lösen kann.
Bei der Anwendung eines solchen Wärmedämmsystems aus Mineralfaser-Lamellen
ist es jedoch in der Baustellenpraxis niGht möglich, die Mineralfaser-Lamellen (3) auf dem Baukörper Binzeln zu befestigen.
Ebensowenig können die einzelnen Lamellen (3) vorher, zum Beispiel
in der Fabrik, an ihren Berührungsflächen zusammengeklebt werden,
sodaß Wärmadämmplatten entstehen würden, die dann im Ganzen befestigt
werden könnten. Die Klebstellen halten zwar, jedoch brechen die Lamellen (3) selber bereits baim Auspacken durch: dar Effekt, dar
das Abreißen dar Deckschicht verhindert, bedingt zwangsläufig auch dan geringen Zusammenhalt bei parallel zur Oberfläche auftretenden
Beanspruchungen. Es ist daher in der deutschen PA 22 23 101 und der US - Patentschrift 3 012 923 der Vorschlag gemacht worden,
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die Faaerlamellen (3) einseitig auf eine biegsame Bahn zu kleben
und auf diese Weise eine rollbare Wärmedämmatte aus Mineralfaser-Lamellen
herzustellen. Ein solcher Vorschlag ist zwar für die allgemeine Isoliertechnik, insbesondere für die Rohrisolierung brauchbar,
jedoch im Bauwesen nicht anwendbar. Insbesondere der in der deutschen PA 22 23 101 gemachte Vorschlag, eine Papierbahn zu verwenden,
macht ein solches System für den Bau völlig unbrauchbar.
Jede solche biegsame vollflächige Beschichtung wirkt als Trennschicht und gefährdet den Zusammenhalt von Untergrund, Isolierschicht
und Deckschicht. Eine Papierschicht würde im Brandfall zu einem Ablösen des Systems bei bereits relativ geringen Temperaturen
führen.
Erfindung3gemäß wird dieses Problem nun folgendermaßen gelöst.
Um eine Haftung der Faserlamellen (4) auf dem Untergrund und wiederum
eine Haftung der Oberflächenbeschichtung - Putz, Platten — auf den Faserlamellen (4) sicherzustellen, müssen die Faser-Lamellen
unmittelbar mit dem Bindemittel auf dem Baukörper und dem Putz beziehungsweise dem Binder, mit dem die Oberflächenplatten angeklebt
werden, in Verbindung stehen. Dieser Vorgang wird in Fig. dargestellt. Fig. 4 zeigt schematisch den Ausschnitt eines mit dem
erfindungsgemäßen Wärmedämmsystems versehenen Wandstücks in schichtweisem
Aufbau.
Auf dem Mauerwerk (1O) ist die Wärmedämmschicht (4) mit Hilfe des
Bindemittels (11) befestigt. Auf der Wärmedämmschicht (4) ist wiederum eine Bindemittelschicht (12) aufgebracht, die wiederum
die Deckschicht(13) sicher festhält. Die Schichten (12 + 13) können
ebenfalls aus einem zweischichtigen Außenputz bestehen.
Die Wärmedämmschicht (4) soll als aufgerollte Lamellen-Matte (θ)
angeliefert werden, um eine leichte einfache Montage zu ermöglichen. Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäß, wie in Fig. 1
dargestellt, ein weitmaschiges Gewebe (5) mit Klebstoff (6) versehen und durch geeignete Vorrichtungen (7) auf die Lamellenbahn (4)
aufgebracht, sodaß die mit Gewebe (δ) verbundene rollbare Lamellenbahn
(θ) entsteht, die dann in Rollenform angeliefert wird.
— ο —
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Durch dsn erfindungsgemäßen Kunstgriff, nur das weitmaschige Gewebe
(5} mit Klebstoff (ö) zu versehen, wird die in Fig, 2a vergröI3ort
dargestellte Situation erreicht. Auf der Lamellenbahn (4) ist das weitmaschige Gewebe (5) nur entlang der Fäden (5) mit
Klebstoff (6) versehen, sodaß die Fasern der Lamellenplatte (4) zwischen den Fäden (5) zur Benetzung mit anderen Bindemitteln offen
liegen. Fig. 2b zeigt nochmal vergrößert die Einbindung der Faser (s)
mit Klebstoff (6j auf der Lamelle (4). Für die praktische Ausführung
gemäß Fig. 4 bedeutet das, daß die Bindemittelschichten (11 + 12) unmittelbar an den Faserlamellen haften, obgleich das Gewebe (5)
auf der Lamellenbahn (4) aufgeklebt ist.
Das weitmaschige Gewebe (5) kann aus Kunststoffasern, Glasfasern
oder Mineralfasern bestehen, jedoch nicht aus Fasern, die verrotten können, wie Hanf, Baumwolle oder ähnlichem.
Erfindungsgemäß hat dieses weitmaschige Gewebe (5) nicht nur die
Aufgabe, die Faserlamellen (4) zu verarbeitungsgerechten Einheiten
zusammenzuhalten, sondern auch den Zweck, als Armierung für eine aufgebrachte Binder- oder Putzschicht (12) zu wirken. Das ist dadurch
möglich, weil die Binderschicht (12) das weitmaschige Gewebe (5) durchdringt und teilweise sogar völlig umschließt,
sodaß Spannungen innerhalb der Binderschicht (12) von dem Gewebe übernommen werden können und somit einer Rißbildung in der Deckschicht
(12 + 13) entgegen gewirkt wird.
Vorteilhafter Weise wird,wie in Fig. 3a - c dargestellt, das Gewebe
(5) etwas breiter als die Lamellenbahn (θ) zugeschnitten! damit
ein einseitiger Überstand (9) entsteht, der die Stoßkanten der Lamellenbahnen (β) überdeckt, wie in Fig. 4 dargestellt, so
daß eine lückenlose Putzarmierung sichergestellt ist. Fig. 3a zeigt die Aufsicht auf eine solche Lamellenbahn (ö).
Wird eine Faserlamellanbahn (4) einseitig erfindungsgemäß mit einem
mit Klebstoff versehenen weitmaschigen Gewebe (ö) wie in Fig.1 und
Fig. 3c verbunden, entsteht eine rollbare Lamellenbahn (θ). Wird jedoch die anderB Seite der Lamellenbahn ebenfalls auf erfindungsgemäße
Weise mit einem weitmaschigen mit Klebstoff versehenen Gewebe (5) verbunden, so entsteht eine steife Lamellenplatte
nach Fig. 3b,
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Eine Platte mit einem ähnlichen Aufbau wurde bereits in den deutschen
Gebrauchsmuster 73 19 376 beschrieben. Dort ist die Beschichtung aus Glasfasergewebe beliebiger Maschenweite in eine Klebstoffschicht
eingebettet. Es fehlt die diesem Schutzbegehren zugrunde liegende Erkenntnis, daß ein weitmaschiges Gewebe verwendet warden
mußt das in der Weise auf die Faserlamellen aufgeklebt sein muß,
daß die Klebstaffschicht die unmittelbare Verbindung von Putz oder Bindemittel mit den Fasern der Lamellenbahn nicht behindert.
Da nun erfindungsgemäß nach Fig. 4 die Verankerung (11) der Wärmedämmschicht
aus Fasarlamellen (4) mit dem Untergrund (1O) und
dia der Deckschichten (12 + 13) mit den Faserlamellen (4) unmittelbar
mit der Faser erfolgt, können die Klebstoffe (6) zur Verbindung des weitmaschigen Gewebes (ö) und der Faserlamellen (4) beliebiger
Art sein, da sie auf den Zusammenhalt des gesamten Systems keinen Einfluß haben.
Es können daher als Kleber (6) zur Verbindung des weitmaschigen Gewebes (5) mit den Faserlamellen (4) sowohl organische als auch
anorganische Substanzen verwendet werden. Daher ist auch die Anwendung von Schmelzklebern, Heißklebern, lösungsmittelhaltigen
Klebern, ferner Dispersionsklebern, sowie anorganischen hydraulisch abbindenden Klebern möglich. Die in Fig. 1 gezeigte Klebstoffapplikation
(6) durch Eintauchen ist nur beispielhaft. Ebenso kann dar
Kleber durch Aufspritzen, Aufwalzen oder andere zum Stand der Technik gehörende Vorrichtungen auf das Gewebe aufgetragen werden.
Je nach Temperaturbeständigkeit der verwendeten GewebBfasern (5) kann der Abbinde- oder Erhärtungsprozess des Klebers mit Hitzeeinwirkung
beschleunigt werden oder der Auftrag im Heißverfahren erfolgen, wobei die Erhärtung durch Abkühlung erfolgt. Ebenso können
anorganische Binder, wie Phosphatbinder durch höhere Temperaturen zur Reaktion gebracht werden. Der in Fig. 1 gezeigte Andrückvorgang
(7) kann mit Hilfe zum Stand der Technik gehörender Einrichtungen mit einer solchen Hitzebehandlung kombiniert werden.
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in
Bei dar Auswahl des Binders zwischen Untergrund und Faserlamellen
sowie des Binders zur Befestigung der Deckschicht beziehungsweise des Putzes auf den Wärmedämmbahnsn aus Faserlamellen sind wesentliche
Fakten zu berücksichtigen, um die Beständigkeit solcher Verbindungen sicherzustellen.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß alkalische Stoffe wie Portlandzement
und Weißkalkhydrat Mineralfasern, insbesondere Glasfasern erheblich angreifen können. Das geschieht bei Anwesenheit von Feuchtigkeit
und kann solange andauern, bis der Kalk im Zement oder Putzmörtel vollständig karbonisiert ist. Dieser Angriff kann zur vollständigen
Auflösung der Fasern führen, sodaß es nach Fig. 4 an der Berührungsstelle zwischen Faser (4) und Bindemittel (11) beziehungsweise
Putz (12) zur Auflösung der Verbindung kommen kann, sodaß der Putz
(12 + 13) oder die Faser-Lamellenbahn (4) abfällt.
Erfindungsgemäß wird dieser Gefahr wie folgt begegnet. Umfangreiche
Versuchsreihen haben gezeigt, daß die Intensität einer Alkalireaktion mit Mineralfasern aus verschiedenen Rohstoffen sehr verschieden ist.
Am wenigsten resistent sind Glasfasern, wesentlich besser ist das Verhalten von Mineralfasern aus kalkarmen Basalt oder aus Rohstoffen,
die nach der Schmelze ein Puzzolan bilden.
Daher werden erfindungsgemäß für ein solches Wärmedämmsystem vorzugsweise
Mineral-Faser-Lamellen aus Basaltfasern, Puzzolanfasern
oder Tonerdefasern eingesetzt. Auch läßt sich ein speziell als
alkaliresistent entwickeltes Zirkonglas als Faserrahstoff verwenden. Fasern aus diesen Rohstoffen können in Verbindung mit alkalihaltigen
Bindemitteln wie Portland-Zement oder Weißkalkhydrat erfindungsgemäß verarbeitet werden, wenn diesen Bindern soviel kalkbindende
Stoffe beigegeben werden, daß austretender freier Kalk zuverlässig gebunden wird. Solche kalkbindenden Stoffe sind Puzzolane oder
aktive Kieselsäure. Ale Puzzolane sind bekannt Trass, Flugasche und andere, als Kieselsäure können Quarzmehl oder SiO2-Stäube sowie
andere SiO2-Verbindungen verwendet werden.
Soll eine mögliche Reaktion zwischen Faser-Lamellen-Schicht (4) und
Binder (11 + 12) grundsätzlich vermieden werden, insbesondere dann,
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wenn die Faser-rLamellen-Schicht aus handelsüblicher Glasfaser besteht,
so wird als Binder (11 + 12) und als Putzschicht (13) erfindunysgemäß
ein Dispersionsbinder verwendet auf dar Basis verschiedener
bekannter geeigneter Kunstharze. Solche Putze und Binder greifen (ilasfasern nicht an und sind witterungsbeständig.
Andererseits jedoch bestehen diese Binder und Putze aus organischen Stoffen und zerfallen bei Brandeinwirkung relativ rasch.
Soll nun eine besonders temperaturbeständige Befestigung und Beschichtung der Wärmedämmschicht aus Faser-Lamellen (4) erfolgen,
so kann erfindungsgemäß als Bindemittel Tonerdeschmelzzement verwendet
werden, um geeignete Verbindungsschichten (11 + 12) und Gberflächen-Baschichtungen (13) herzustellen. Tonerdeschmelzzement
enthält keinen freien Kalk und greift daher auch Glasfasern nicht an.
Das erfindungsgemäße Wärmedämmsystem stellt einen erheblichen
technischen Fortschritt dar, weil es folgende Eigenschaften in
sich vereinigt:
- Zugfeste Verbindung zwischen Untergrund und Oberfläche
- Spannungsfreie Kompensation temperaturbedingter Längenänderungen
der Oberfläche
- Armierung der Oberflächen-Schicht ohne zusätzliche Aufwand
- hohe Wärmedämmung
- unbrennbar
- unverrottbare Bestandteile
- offene Porosität =· keine Feuchtxgkeitsspexcharung
- einfache Befestigung mit bekannten Bindemitteln und handelsüblichem
Gerät
- reaktionssichere Verbindung von Fasern und Bindemittel.
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Claims (9)
- KARL-HELMUT IHLEFELDO Q I C Q 7Quellenhof Kalistadt 6943 Birkenau Ruf 06201/2191618. 04. AZ: 1.25.34 PA/GMUnorennbare äußere Wärmedämmschicht mit ObarflächBnbeschichtungPATENTANSPRÜCHEi.jAuf Gebäude oder industrielle Einrichtungen aufzubringende äußere Wärmedämmschicht mit Gberflächenbeschichtung dadurch gekennzeichnet, daßa) als Wärmedämmschicht Glasfaser- oder Mineralfaser-Lamellen-Bahnen (4J verwendet werden, bei denen die Faserrichtung senkrecht zur Oberfläche eingestellt ist,bj diese Feser-Lamellen [3] durch ein weitmaschiges Gewebe (5) auf der Oberfläche verbunden werden, sodaß sie als Rollbahnen (Fig. 3c) oder Platten (Fig. 3b) montiert werden können, wobei die Verbindung des Gewebes (5) mit den Lamellen (4) durch Klebstoff (6) erfolgt, der nur entlang der Gewebefädan (Fig. 2, 5+6) aufgetragen wird, sodaß die Zwischenraums zwischen den Gewebefäden (5) nicht worn Klebstoff (6) überdeckt sind.
- 2. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1 dadurch gskannzaichnat, daß die Mineralfaser-Lamellen (4) vorzugsweise aus einar weitgshsnd alkaliresistenten Faser wie Basaltfaser, Puzzolanfaser, Tonardefaser oder Zirkonglasfasar bestehen»030043/0524
- 3. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1+2 dadurch gekennzeichnet, daß das weitmaschige Gewebe (5) auf den Lamellen-Bahnen (θ) aus fäulnisbeständigem Material wie Kunstharzfäden, Glasseide oder Mineralfasern besteht.
- 4. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß das weitmaschige Gewebe (δ) nur einseitig auf die Lamellenbahnen (8) aufgebracht wird, sodaß eine rollbare Matte (Fig. 3c) entsteht, wobei diese Matte (θ) so montiert wird, daß das weitmaschige Gewebe sich an der Außenseite befindet.
- 5. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1-3 dadurch gekannzeichnat, daß das weitmaschige Gewebe (5) von zwei Seiten auf die Lamellenbahn (8) aufgebracht wird, sodaß eine steife Platte (Fig. 3b) aus Lamellenstreifen entsteht.
- 6. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß dia außenliegende Gewebeschicht (ö) breiter als die Lamellenbahn (4) zugeschnitten wird, sodaß die Stoßkanten der Lamellenbahnan oder —platten (θ) von der überstehenden Gewebekante (s) überdeckt werden.
- 7. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Faserlamellen (4) am Baukörper (Fig. 4, 10) und/oder von Oberflächenplatten (13) auf den Faserlamellen (4) und/oder zur Herstellung eines Außanputzss (12 + 13), der direkt auf die Wärmedämmschicht (4) aufgebracht wird, Bindemittel (11 + 12) verwendet werden, die alkalifrei sind und/oder keine freie Alkalität aufweisen, wie zum Beispiel Kunstharz-Dispersions-Binder oder -Putze.
- 8. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß der Binder oder Putz (Fig. 4, 11 -13) aus einem alkalisch reagierendem Grundstoff wie Portland-Zement, Weißkalkhydrat ader einer Mischung aus beiden zusammengesetzt ist, dem jedoch in030043/052Aausreichender Menge kalkbindende Stoffe, wie Puzzolane und/odar Silikate beigegeben werden, sodaß austretender oder sich lösender freier Kalk zuverlässig gebunden wird.
- 9. Wärmedämmschicht nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß der Binder oder Putz (Fig. 4 11 - 13) mit Hilfe eines hydraulisch abbindenden jedoch alkalifreien Zementes, wie Tonerdeschmelzzement, hergestellt wird.Ö30043/052Ä
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