DE102004056333A1

DE102004056333A1 - Verbundwerkstoff zur Schall- und Wärmedämmung

Info

Publication number: DE102004056333A1
Application number: DE200410056333
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. Penzkofer; Hans Kerscher
Original assignee: PECA VERBUNDTECHNIK; PECA-VERBUNDTECHNIK GmbH
Current assignee: PECA VERBUNDTECHNIK; PECA-VERBUNDTECHNIK GmbH
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-11-23
Also published as: DE102004056333B4

Abstract

Beschrieben wird ein Verbundwerkstoff zur Schall- und/oder Wärmedämmung, der zumindest ein metallisches Gitterwerk 1, mindestens eine flexible Kunststofffolie 2 und zumindest eine, wenigstens einen Teil der Gitteröffnungen bedeckende, zwischen dem metallischen Gitterwerk 1 und der flexiblen Kunststofffolie 2 angeordnete Dämmschicht 3 aus einem schall- und/oder wärmedämmenden Material umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbundwerkstoff zur Schall- und/oder Wärmedämmung.

Unter den Begriffen „Schall" und „Erschütterung" werden mechanische Schwingungen und Wellen eines materiellen elastischen Mediums verstanden. Treten diese Schwingungen und Wellen im Frequenzbereich des menschlichen Hörens auf, so spricht man von Hörschall oder Schall im engeren Sinn. Schwingungen unterhalb des Hörbereichs heißen Infraschall und sind vom menschlichen Ohr nicht zu erfassen. Solche niedrigfrequenten Schwingungen können aber durch den Tastsinn des Menschen als Erschütterungen der Umgebung wahrgenommen werden. Eine Erschütterung stellt also nichts anderes dar als Schall eines bestimmten Frequenzspektrums. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden daher unter dem Begriff „Schall" mechanische Schwingungen und Wellen jeglicher Frequenz verstanden, also Schall im engeren Sinn ebenso wie Erschütterungen.

Bei Schall- oder Erschütterungswellen handelt es sich um periodisch von ihrer Erregungsquelle ausgehende Schwankungen der Massendichte. Bei einem festen Schallgeber wird die Schwingung auf das umgebende Medium (im Allgemeinen Luft) und durch dieses auf das Gehör oder den Tastsinn des Menschen übertragen. Auf einen festen Körper auftreffende Schallwellen üben auf diesen einen rasch wechselnden Druck aus (Schalldruck); gleichzeitig werden auf den Körper mechanische Größen wie Impuls und Energie (Schallenergie) übertragen.

Als Schalldämmung wird die Reflexion, also die Umlenkung des Schalls, bezeichnet um diesen von schützenswerten Einrichtungen fernzuhalten. Dies geschieht in der Regel durch schwere Bauelemente wie Wände, aber auch durch Türen und Fenster von Gebäuden oder Lärmschutzwände im Freien. Das zugrunde liegende Prinzip ist, dass das dämmende Bauteil wegen seiner Massenträgheit durch den einfallenden Luftschall selbst nur zu relativ kleinen Schwingungen angeregt werden kann. Dies wiederum bewirkt im Vergleich zum einfallenden Schall eine nur sehr geringe Schallabstrahlung. Da dieser Effekt auch auf der abgeschirmten Seite auftritt, kann der Schall auf diese Weise von der zu schützenden Einrichtung ferngehalten werden. Bei Lärmschutzwänden im Freien ist die Dämmwirkung begrenzt, da der Schall sich auch seitlich um Hindernisse herum ausbreiten kann.

Unter den Begriffen „Wärmeisolation" oder „Wärmedämmung" werden Maßnahmen zur Verhinderung bzw. Reduzierung von Wärmeverlusten verstanden. Die Verminderung von Wärmeverlusten erfolgt dabei durch eine Einschränkung der Wärmeübertragung zwischen einem abgeschlossenen System wie z. B. einem Gebäude und der Umgebung. Wärmedämmstoffe vermindern vor allem die Wärmeleitung, während die Wärmekonvektion durch evakuierte Zwischenräume verhindert wird. In der Bautechnik ist die Wärmedämmung für den Schutz vor zu starker Erwärmung im Sommer ebenso wie für die Verminderung von Wärmeverlusten und der damit verbundenen Heizkosten während der Heizperiode von Bedeutung. Bauliche Maßnahmen zur Wärmedämmung umfassen unter anderem den Einsatz von wärmedämmenden Baustoffen und Thermofenstern sowie die Anbringung zusätzlicher Dämmschichten an den Außenwänden.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Dämmstoffen bekannt, die zur Schall- und/oder Wärmedämmung verwendet werden können. Aus der DE 299 15 463 U1 ist beispielsweise ein Dämmelement zur Wärme- und/oder Schalldämmung von Gebäudewänden bekannt, das aus einer Schicht aus faserigem Dämmstoff und einer Beschichtung aus aufgeschäumtem Natrium- oder Kaliumwasserglas besteht. Als Dämmstoff werden Mineralfasern wie Steinwolle oder Polystyrol-Hartschaum verwendet.

In der DE 199 30 844 A1 wird die Verwendung einer flächigen Verbundplatte als schalldämmendes Element beschrieben. Die Verbundplatte besteht aus zwei beabstandeten parallelen Kunststoffplatten, die über zwischen ihnen verlaufenden Stegen miteinander verbunden sind.

Die DE 195 42 282 A1 offenbart ein Bauelement zur schalldämmenden Verbindung von Gebäudeteilen. Das Bauelement besteht aus einer Trennplatte und aus die Trennplatte durchquerenden Bewehrungsstäben. Die Bewehrungsstäbe weisen einen etwa vertikal in der Trennplatte verlaufenden Mittelabschnitt auf, an den sich jeweils über eine Abbiegung beidseits vorstehende Verankerungsabschnitte zum Einbetonieren in die angrenzenden Gebäudeteile anschließen. Die Trennplatte besitzt einen mehrschichtigen Aufbau aus zwei relativ harten Außenlagen und einer demgegenüber weichen Zwischenlage, wobei die Außenlagen nicht direkt miteinander verbunden sind.

Trotz der Vielzahl an bekannten Dämmelementen bleiben die insbesondere vom Schienen- und Straßenverkehr aber auch von gewerblichen Anlagen verursachten Erschütterungen und der Lärm, der von diesen Einrichtungen ausgeht, ein Problem für die teilweise in sehr geringer Entfernung lebenden Anwohner. Aufgrund der immer dichter werdenden Bebauung und der zunehmenden Zahl an Verkehrstrassen, die durch Wohngebiete geführt werden, nehmen die Probleme durch Schall und Erschütterungen eher zu als dass mit einer beständigen Verminderung der Belästigung gerechnet werden kann. Daneben wird, bedingt durch steigende Energiepreise und immer restriktivere gesetzliche Vorschriften, auch auf die Wärmedämmung von Gebäuden ein immer größeres Augenmerk gelegt. Es besteht daher weiterhin ein starker Bedarf an Dämmelementen, die einfach und kostengünstig eine effektive Dämmung von Schall und/oder Wärme bewirken.

Darstellung der Erfindung

Hier setzt die Erfindung an. Es soll ein Dämmelement zur Verfügung gestellt werden, das eine kostengünstige und effektive Schall- und/oder Wärmedämmung bewirkt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Verbundwerkstoff gemäß unabhängigem Patentanspruch 1, die Verfahren gemäß unabhängigen Patentansprüchen 17 und 20 sowie die Verwendung gemäß unabhängigem Patentanspruch 21 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Aus dem Stand der Technik sind Verbundwerkstoffe mit einem metallischen Gitterwerk und einer auf das Gitterwerk aufgebrachten Kunststofffolie bekannt. Die EP 0 075 641 A1 beschreibt beispielsweise einen Verbundwerkstoff aus einem metallischen Gitterwerk und einer ein- oder beidseitig angebrachten, die Gitteröffnungen bedeckenden, flexiblen Schrumpffolie aus Kunststoff.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein solcher kostengünstig herzustellender Verbundwerkstoff mit einem an sich aus dem Stand der Technik bekannten Dämmstoff ausgestattet, welcher schall- und/oder wärmedämmende Eigenschaften aufweist. Damit wird ein Verbundwerkstoff zur Verfügung gestellt, der sich bei kostengünstiger Herstellung gleichzeitig gut zur Schall- und Wärmedämmung eignet.

Ein erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff umfasst zumindest ein metallisches Gitterwerk, mindestens eine flexible Kunststofffolie und zumindest eine, wenigstens einen Teil der Gitteröffnungen bedeckende Dämmschicht aus einem schall- und/oder wärmedämmenden Material. Die Dämmschicht ist zwischen dem metallischen Gitterwerk und der flexiblen Kunststofffolie angeordnet. Gegenüber herkömmlichen Dämmelementen weisen die Verbundwerkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung auf.

Vorteilhafterweise ist der überwiegende Teil der Gitteröffnungen durch die Dämmschicht bedeckt. Je nach den Anforderungen an die Dämmung, insbesondere die Wärmedämmung, kann das Dämmmaterial aber auch nur abschnittsweise in den an sich großflächig verwendeten Verbundwerkstoff eingebracht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als flexible Kunststofffolie eine Schrumpffolie verwendet, die auf die Dämmschicht aufgeschrumpft ist. Die Verwendung einer Schrumpffolie erleichtert die Herstellung des Verbundwerkstoffs im Vergleich zu herkömmlichen Kunststofffolien deutlich. Das als Traggerüst ausgestaltete Gitterwerk sorgt für die notwendige Festigkeit, die den Einsatz des Verbundwerkstoffs in vielfältiger Weise auch unter Belastung erlaubt. Als Schrumpffolie besonders gut geeignet sind Polyethylenfolien.

Besondere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden auch dadurch erreicht, dass auf beiden Seiten des Gitterwerks Kunststofffolien angeordnet sind. Auf diese Weise werden eine erhöhte Festigkeit und ein verbesserter Korrosionsschutz des Gitterwerks erreicht. Daneben ergibt sich der Vorteil, dass die Dämmschicht durch die beiden Kunststofffolien vor Feuchtigkeit geschützt wird. Dies ist erforderlich, da die üblichen Dämmmaterialien sehr große Mengen an Wasser aufsaugen können und in diesem Fall ihre Dämmeigenschaften zumindest zum Teil verlieren. Selbstverständlich können auch zwei Dämmschichten vorgesehen sein, die sich auf beiden Seiten des Gitterwerks jeweils zwischen einer Kunststofffolie und dem Gitterwerk befinden.

Bei Anwesenheit von nur einer Dämmschicht wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen dem Gitterwerk und der der Dämmschicht nicht benachbarten Kunststofffolie des Verbundwerkstoffs ein die Gitteröffnungen überlagerndes, gegenüber dem Gitterwerk feinmaschigeres und dünneres Maschenwerk angebracht. Das zwischen die Kunststofffolie und das Gitterwerk eingeschobene Maschenwerk übernimmt die Unterstützung der Folie. Das Gitterwerk braucht somit lediglich entsprechend den aufzunehmenden Kräften dimensioniert zu werden.

Als Materialien der Dämmschicht kommen grundsätzlich alle bekannten Stoffe in Frage, die sich zur Dämmung von Schall und/oder Wärme eignen. Bei den Dämmstoffen handelt es sich um poröse Stoffe mit niedriger Rohdichte, die in Form von Matten, Platten oder pulverförmigen bzw. körnigen Schüttungen zur Wärmedämmung (Kälteschutz) und/oder zur Schalldämmung, also zur Vermeidung der Entstehung oder zur Verminderung der Übertragung von Schallschwingungen dienen. Als organische Dämmstoffe werden Holzprodukte (Holzspan- und Holzfasererzeugnisse) und Kunstharzschäume (Schaumstoffe, insbesondere Polyurethan-Hartschaumstoffe) sowie auch Kork, Torf, Stroh, Seegras oder Kokosfasern genutzt. Anorganische Dämmstoffe sind Kieselgur, Blähperlit, Blähglimmer, Schaumsand und -glas, Glas- und Gesteinswolle, Bims, Schaumbeton, Schlackenfasern usw.

Wärmedämmstoffe können nach dem Temperaturbereich eingeteilt werden, in dem sie besonders günstige Eigenschaften aufweisen. Man unterscheidet Wärmedämmstoffe für tiefe Temperaturen (so genannte Kältedämmstoffe wie beispielsweise Polystyrol-Schäume oder expandierte Korksteinplatten), für mittlere Temperaturen bis etwa 800°C (z. B. Kork, Filz, Schaumkunststoffe, Glaswolle, Steinwolle, expandierte Vermiculite und Perlite etc.), für hohe Temperaturen bis etwa 1500°C (z. B. Kieselgur, Aluminium- und Calciumsilicate und poröse Steine) und für Temperaturen über 1500°C (Hochtemperatur-Wärmedämmstoffe aus Schaumkohlenstoff, Mineralfasern aus Oxidkeramik usw.). Ein Verbundwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann grundsätzlich alle genannten Materialien als Dämmschicht enthalten. Bevorzugt werden aber Materialien zur Wärmedämmung bei tiefen Temperaturen.

Der Begriff „Mineralfasern" wird als Sammelbezeichnung für Fasern aus anorganischen Rohstoffen verwendet. Man teilt die Mineralfasern ein in Naturfasern wie Asbest und in industriell hergestellte Fasern wie Glasfasern, Gesteinsfasern (z. B. Basaltfasern) und Schlackenfasern. In neuerer Zeit gewinnen Keramikfasern – einschließlich solcher aus Oxidkeramik – und Fasern aus anderen refraktären Materialien (Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Bor) zunehmend an Bedeutung. Die Mineralfasern können zu Filzen, Matten, Platten, Tüchern usw. verarbeitet werden, die dann als Dämmschicht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Dämmstoff Schaumglas verwendet. Bei Schaumglas handelt es sich um einen erstarrten Glas-Schaum mit luftdicht geschlossenen Zellen, die mit Gas gefüllt sind. Als Blähmittel bei der Herstellung dienen Koks, Magnesiumcarbonat und Calciumcarbonat. Schaumglas hat eine geringe Dichte, ist undurchlässig für Dämpfe und Gase, säurefest, chemisch beständig und kann gesägt, genagelt und geschliffen werden. Schaumglas ist einer der wirksamsten Wärmedämmstoffe, da die ursprünglich mit heißen Gasen gefüllten Bläschen nach der Abkühlung unter Unterdruck stehen, so dass die Wärmeleitung noch geringer ist als bei Luftblasen. Wegen der mechanisch empfindlichen Oberfläche wird diese üblicherweise durch Asphaltanstriche oder andere Überzüge geschützt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Dämmschicht eine Dicke zwischen 0,1 und 20 cm auf, insbesondere eine Dicke zwischen 0,5 und 10 cm, ganz besonders bevorzugt eine Dicke zwischen 1 und 5 cm. Die Dicke der Dämmschicht richtet sich grundsätzlich nach dem verwendeten Dämmmaterial und dem geforderten Grad der Dämmung von Schall und/oder Wärme. Die genannten Werte stellen einen guten Kompromiss zwischen Handhabbarkeit und Dämmungseigenschaften dar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als schall- und/oder wärmedämmendes Material ein geschäumtes Material, insbesondere ein extrudierter Hartschaum verwendet. Besonders gute Eigenschaften weisen Polystyrol, Polyurethane, Polyethylen, Styropor, Styrodur und Schaumglas auf. Diese Materialien werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher besonders bevorzugt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen die Dämmschicht und die Kunststofffolie aus dem gleichen Material. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs wird die Kunststofffolie auf die Dämmschicht mit Hilfe eines Heißluftgebläses aufgeschrumpft. Werden für Dämmschicht und Kunststofffolie gleiche Materialien verwendet, so verbinden sich diese besonders gut und ergeben eine leicht handhabbare, kompakte Einheit. Besonders gut geeignet ist in diesem Zusammenhang Polyethylen.

Kennzeichnend für Materialien zur Wärmedämmung ist eine geringe Wärmeleitfähigkeit, die durch Werte zwischen 0,03 und 0,1 W/(m·K) quantifiziert werden kann. Zum Vergleich seien die Wärmeleitfähigkeiten von flüssigem Wasser mit 0,59 W/(m·K), Kupfer mit 399 W/(m·K) und Ziegelmauerwerk mit 0,4 bis 1,2 W/(m·K) angegeben.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundwerkstoffen, bei denen die Kunststofffolie direkt auf das Gitterwerk aufgeschrumpft ist, sind ausführlich in der EP 0 075 641 A1 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird. Zur Herstellung des darin beschriebenen Verbundwerkstoffs werden die Kunststofffolie und das metallische Gitterwerk in Bahnen oder Stücken parallel und fluchtend aufeinander gelegt und in dieser Lage die Kunststofffolie auf das Gitterwerk aufgeschrumpft. Die Folie und das Gitterwerk werden dabei kontinuierlich aus je einem Vorrat abgezogen und aufeinander liegend einer Schrumpfeinrichtung zugeführt. In der Schrumpfeinrichtung wird die Kunststofffolie mittels eines Heißgasstromes erweicht und gegen das Gitterwerk gedrückt. Das Aufschrumpfen der Kunststofffolie auf die Dämmschicht erfolgt in gleicher Weise wie in der EP 0 075 641 A1 für das Aufschrumpfen auf das Gitterwerk beschrieben.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes, bei dem die verwendeten Werkstoffe Gitterwerk, Dämmschicht und Kunststofffolie in Bahnen und/oder Stücken parallel und fluchtend aufeinander gelegt werden und in dieser Lage die Kunststofffolie und/oder die Dämmschicht verschrumpft werden.

Bevorzugt werden die verwendeten Werkstoffe kontinuierlich aus je einem Vorrat abgezogen werden und aufeinander liegend einer Schrumpfeinrichtung zugeführt.

Besonders bevorzugt wird die Kunststofffolie in der Schrumpfeinrichtung mittels eines Heißgasstromes erweicht und gegen das Gitterwerk bzw. die Dämmschicht gedrückt.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs werden also auf einer bahnförmigen Transporteinrichtung übereinander das Gitterwerk, die Dämmschicht und die Kunststofffolie gemeinsam aus ihren jeweiligen Vorräten abgezogen. Es können aber auch nur die Folien von Rollen abgezogen werden, wobei Gitter und Dämmschicht als Bahnen zugestellt werden. Die parallel übereinander liegenden, zueinander ausgerichteten Schichten der verwendeten Werkstoffe durchlaufen anschließend eine Schrumpf- und Schweißvorrichtung. In dieser Vorrichtung wird durch Wärmeeinwirkung die Kunststofffolie entweder mit dem Gitterwerk oder mit der zwischen Gitterwerk und Kunststofffolie angeordneten Dämmschicht verbunden, so dass sie sich nicht zurückzieht.

Die Schrumpf- und Schweißvorrichtung arbeitet mit oberen und unteren Flammenreihen, die auf jeweils die obere und/oder die untere Kunststofffolie gerichtet sind. Durch in Richtung auf die zu verbindenden Werkstoffe eingeblasene Luft, die durch die Flammenreihen erhitzt wird, werden die Folien erweicht, so dass sie fest mit dem Gitterwerk bzw. mit der Dämmschicht verschweißt werden. Gleichzeitig werden die Spannungen in der vorgereckten Schrumpffolie gelöst, so dass sie sich nach dem Abkühlen fest um Metallgitter bzw. Dämmschicht legt.

Anschließend wird die Bahn des fertigen Verbundwerkstoffes auf die benötigte Größe abgelängt. Da die Folie über die gesamte Oberfläche der Bahn mit dem Gitterwerk bzw. der Dämmschicht verbunden ist, kann die Bahn beliebig geschnitten werden, ohne dass sich die Folie an den Schnittkanten zurückzieht. Das Gitterwerk und auch das Maschenwerk können nach Bedarf, bevor sie mit Folie belegt werden durch entsprechende Einrichtungen gerichtet bzw. geglättet werden. Unmittelbar hinter der Schrumpf- und Schweißvorrichtung können außerdem ein oder mehrere Paare Andrückrollen aus Filz oder ähnlichem Material vorgesehen werden, die die noch weichen Folien zusätzlich gegen Gitterwerk bzw. Dämmschicht drücken.

Alternativ kann die Herstellung des Verbundwerkstoffs mit Hilfe einer Bandschäumanlage erfolgen. Dabei wird nach dem Aufschrumpfen einer Kunststofffolie auf das Gitterwerk eine Vorstufe eines Dämmmaterials (z. B. ein Monomer eines polymeren Dämmmaterials) als Granulat oder Pulver auf die Gitterwerkseite der Kunststofffolie aufgeschüttet. In der Bandschäumanlage wird das Pulver oder Granulat durch Einwirkung von Hitze, Feuchtigkeit oder spezieller Chemikalien zur Reaktion und dadurch zum Aufschäumen gebracht, wodurch eine kompakte Dämmschicht entsteht. Auf diese Dämmschicht wird anschließend eine weitere Kunststofffolie aufgeschrumpft.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Verbundwerkstoff neben seiner Funktion als Schall- und Erschütterungsdämmung gleichzeitig als verlorene Schalung eingesetzt wird. Durch das Gitterwerk, die Kunststofffolie und die Dämmschicht wird eine Festigkeit und Formbeständigkeit des Verbundwerkstoffs erreicht, die eine Verwendung als verlorene Schalung bei Betoniervorgängen erlauben. Gegenüber konventionellen Schalungen ergibt sich damit der Vorteil, dass der Verbundwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Bauwerk verbleibt und dort dauerhaft seine schall- und wärmedämmende Funktion ausüben kann. Im Vergleich zu alternativen verlorenen Schalungen weist der Verbundwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich bessere schall- und wärmedämmende Eigenschaften auf. Als zusätzlicher Vorteil stellt sich heraus, dass der Beton aufgrund der Anwesenheit der Dämmschicht eine sehr glatte Oberfläche erhält. Dies wird durch den Abdruck der glatten Oberfläche der Dämmschicht in dem frisch gegossenen Beton bewirkt.

Herstellung und Anwendungsgebiete des Verbundwerkstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung als verlorene Schalung sind ausführlich in der DE 34 36 690 A1 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Verbundwerkstoff zur Dämmung von Schall und Wärme und zugleich als verlorene einhäuptige Schalung verwendet. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Verbundwerkstoff zusammen mit einer Spundwand eingesetzt wird. Dabei wird der Verbundwerkstoff vorteilhafterweise zunächst durch punktuelles Anschweißen mit der Spundwand verbunden. Nach dem Betoniervorgang wird die Spundwand entfernt und der Verbundwerkstoff verbleibt in dem Bauwerk.

Bisher wurden beim Einsatz von Spundwänden als einhäuptige Schalung in der Regel Bleche an die Spundwände geschweißt. Diese Bleche sind mit den Spundwänden fest verbunden, so dass sie nach dem Betoniervorgang beim Entfernen der Spundwände zusammen mit diesen aus dem Erdreich gezogen werden. Um die Wiederverwendung der Spundwände zu ermöglichen müssen die Bleche händisch von den Spundwänden abgenommen werden. Die Bleche selbst sind nicht mehr zu gebrauchen und werden nach einmaligem Einsatz entsorgt.

Bei Verwendung eines Verbundwerkstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieser durch punktuelles Anschweißen an der Spundwand angebracht. Nach dem Betoniervorgang wird die Spundwand aus dem Erdreich entfernt, wobei sich der Verbundwerkstoff von der Spundwand löst und in dem Bauwerk verbleibt. Der Einsatz eines Verbundwerkstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung als einhäuptige Schalung in Verbindung mit einer Spundwand ist also nicht nur mit dem Vorteil der eingesparten Entsorgung der Bleche verbunden, sondern bewirkt zugleich eine Wärme- und/oder Schalldämmung ohne zusätzlichen Arbeitsschritt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Verbundwerkstoff zur Dämmung von Schall und/oder Wärme und zugleich als verlorene Schalung bei der Herstellung von Bohrpfählen eingesetzt.

In besonders vorteilhafter Weise kann der Verbundwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung zur Dämmung des von einer Eisenbahntrasse ausgehenden Schalls eingesetzt werden. Bei Eisenbahntrassen entstehen entlang des Schienenstrangs über ganz erhebliche Distanzen hinweg Lärm und Erschütterungen, die von den umliegenden Gebäuden fern gehalten werden sollen. Die derzeit verwendeten Schalldämmelemente weisen allesamt eine sehr begrenzte räumliche Ausdehnung auf. Beim Aneinanderfügen der einzelnen Elemente entstehen immer Fugen und Lücken, durch die der Schall von der Schallquelle nach außen dringen kann. Die Verbundwerkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung weisen den Vorteil auf, dass sie aus einem Baustahlgeflecht, eine Dämmschicht und einer Kunststofffolie gefertigt werden und so mit sehr großen Flächen einstückig hergestellt werden können. Bei Verwendung dieser Verbundwerkstoffe beim Bau einer Eisenbahntrasse kann somit über weite Strecken hinweg eine lückenlose Schalldämmung erreicht werden.

Daneben kann der Verbundwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auch zur Dämmung des von einer Straßentrasse ausgehenden Schalls eingesetzt werden. Bei Straßentrassen entstehen entlang der Fahrbahn über ganz erhebliche Distanzen hinweg Lärm und Erschütterungen, die von den umliegenden Gebäuden fern gehalten werden sollen. Wie bereits im Zusammenhang mit Eisenbahntrassen geschildert, weisen die Verbundwerkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil auf, dass sie einstückig mit sehr großen Flächen hergestellt werden können. Bei Verwendung dieser Verbundwerkstoffe beim Bau einer Straßentrasse kann somit über weite Strecken hinweg eine lückenlose Schalldämmung erreicht werden.

Ganz besondere Vorteile bringt die Verwendung eines Verbundwerkstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Errichtung von Röhren für Eisenbahntrassen oder Tunnels für Straßentrassen. Die als Schallquelle fungierenden Fortbewegungsmittel sind in diesen Fällen in zwei Dimensionen vollständig von einer Betonschicht eingekapselt. Wird ein Verbundwerkstoff wie oben beschrieben als verlorene Schalung beim Betonieren dieser Röhren eingesetzt, so ist die Schallquelle schlussendlich in zwei Dimensionen vollständig von dem als Schalldämmung wirkenden Verbundwerkstoff umgeben. Dadurch wird eine deutliche Reduktion des in der Umgebung wahrnehmbaren Lärms und der auftretenden Erschütterungen erreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Verbundwerkstoff zur Dämmung des von einem Gebäude ausgehenden Schalls und/oder zur Wärmeisolierung des Gebäudes eingesetzt. Im Vergleich zur Verwendung einer herkömmlichen Schalung zusammen mit herkömmlichen Schall- und/oder Wärmedämmelementen besitzt die Verwendung von erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffen den Vorteil, dass Schalung und Dämmung in einem Element vereint sind. Dadurch werden Arbeitsgänge, Material und damit Kosten eingespart.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
1 eine auseinander gezogene Darstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes mit Gitterwerk, Dämmschicht und einer Folie;
2 eine auseinander gezogene Darstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes mit Gitterwerk, Dämmschicht und beidseitiger Folie;
3 eine auseinander gezogene Darstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes mit Gitterwerk, Dämmschicht, einer Folie und einem Maschenwerk;
4 die perspektivische Darstellung eines Ausschnittes aus einer verlorenen Schalung, die unter Verwendung eines Verbundwerkstoffes gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff in auseinander gezogener Darstellung gezeigt, der sich als Schall- und/oder Wärmedämmstoff eignet. Er besteht aus einem Gitterwerk 1 aus gekreuzten Metallstäben, einer flexiblen Kunststofffolie 2 und einer die Gitteröffnungen bedeckenden Dämmschicht 3. Das Gitterwerk 1 besteht aus rechtwinklig gekreuzt verbundenen Metallstäben. Der Durchmesser der Stäbe und ihr Abstand zueinander richtet sich nach dem späteren Verwendungszweck, d. h. nach den aufzunehmenden Kräften, der geforderten Formstabilität, der Dicke der Dämmschicht und der Dicke der Folie. Das Gitterwerk kann daher je nach Verwendungszweck aus dickeren, starren oder dünneren, biegbaren Stäben, mit größerem oder kleinerem Maschenabstand, rechtwinklig oder schräg gekreuzt, geflochten oder übereinander gelegt hergestellt werden. Zur Herstellung des Verbundwerkstoffs werden die Dämmplatte 3 und die Kunststofffolie 2 auf ein vorgeschnittenes Stück des Gitterwerks 1 in entsprechender Größe aufgelegt und mit ihm verbunden. Die Verbindung der Werkstoffe erfolgt durch Schrumpfen der Kunststofffolie 2 unter Wärmeeinwirkung. Die Folie kann aus den verschiedensten Kunststoffen in verschiedenen Stärken, eingefärbt oder durchsichtig hergestellt werden.
In 2 ist ebenfalls ein Verbundwerkstoff in auseinander gezogener Darstellung gezeigt, der zur Verwendung als Schall- und/oder Wärmedämmstoff geeignet ist. Unterhalb des Gitterwerks 1 des Verbundwerkstoffs ist eine Dämmschicht 3 und eine untere 2b Kunststofffolie 2 angebracht. Direkt mit dem Gitterwerk 1 verbunden ist eine obere 2a Kunststofffolie 2. Bei den Kunststofffolien 2a und 2b handelt es sich um geläufige Schrumpffolien, die durch Wärmeeinwirkung über das Gitterwerk 1 bzw. über die Dämmschicht 3 gespannt und mit diesen Elementen verbunden werden.
3 zeigt ebenfalls einen Verbundwerkstoff in auseinander gezogener Darstellung, der zur Verwendung als Schall- und/oder Wärmedämmstoff geeignet ist. Der Verbundwerkstoff ist aus dem Metallgitterwerk 1 und einer Kunststofffolie 2 zusammengesetzt. Die Dämmschicht 3 befindet sich zwischen der unteren 2b Kunststofffolie 2 und dem Gitterwerk 1. Zwischen das Gitterwerk 1 und die obere 2a Kunststofffolie 2 ist ein Maschenwerk 4 eingelegt. Das Maschenwerk 4 kann aus den unterschiedlichsten Materialien und Bindungsarten bestehen. Ein handelsübliches Drahtgitter oder eine Fliegengaze aus Metalldrähten oder Kunststoff ist ebenso geeignet wie einer der üblichen Maschendrähte mit gröberen oder feineren Maschen in den unterschiedlichsten Bindungen. Das Drahtgitter ist gegenüber dem Gitterwerk 1 wesentlich feinmaschiger. Da sowohl die späteren statischen Kräfte als auch die Kräfte, die beim Schrumpfen auftreten, vollständig vom Gitterwerk 1 aufgenommen werden, kann das Maschenwerk 4 relativ dünn und flexibel sein. Durch das Maschenwerk 4 wird die Kunststofffolie 2 unterstützt, so dass diese kaum noch durchstoßen werden kann. Das Gitterwerk 1 kann demnach allein zur Aufnahme von statischen Kräften dimensioniert werden, d. h. der Abstand und der Durchmesser der verwendeten Metallstäbe und ihre Verbindung richtet sich nach der zu erwartenden Belastung. Die vier verwendeten Werkstoffe Gitterwerk 1, Kunststofffolie 2, Dämmschicht 3 und Maschenwerk 4 werden analog durch Aufschrumpfen der Kunststofffolie 2 miteinander verbunden.
4 zeigt die perspektivische Darstellung eines Ausschnittes aus einer verlorenen Schalung, die unter Verwendung eines Verbundwerkstoffes gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Zur deutlicheren Darstellung ist in der 4 die Dämmschicht nicht dargestellt. Wie bezüglich der 1 bis 3 beschrieben, ist die zumindest eine Dämmschicht zwischen einer der beiden Kunststofffolien 2 und dem Gitterwerk 1 angeordnet. Die verlorene Schalung dient der Herstellung von Fundamentteilen durch Vergießen von Beton in die Schalung in Form einer in Vergießrichtung offenen Rinne 5. Die Wandung der Rinne 5 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem Gitterwerk 1 aus gekreuzten Bewehrungsstäben und einer beidseitig auf das Gitterwerk 1 aufgeschrumpften Kunststofffolie 2. Die Bewehrungsstäbe bestehen aus üblichem Baustahl. Querschnitt und Abstand der Stäbe richten sich nach dem späteren Verwendungszweck, der Größe des zu vergießenden Fundamentteils und/oder den vorhandenen Unterstützungspunkten. Als Kunststofffolie 2 kann eine der üblichen Schrumpffolien verwendet werden, wie sie beispielsweise zu Verpackungszwecken zum Einsatz kommen. Die Stärke der Folie richtet sich ebenfalls nach der gewünschten Festigkeit. Zwischen einer der Kunststofffolien 2 und dem Gitterwerk 1 ist erfindungsgemäß eine Dämmschicht angeordnet, die in 4 nicht dargestellt ist.

Claims

Verbundwerkstoff zur Schall- und/oder Wärmedämmung umfassend zumindest ein metallisches Gitterwerk (1), mindestens eine flexible Kunststofffolie (2) und zumindest eine, wenigstens einen Teil der Gitteröffnungen bedeckende, zwischen dem metallischen Gitterwerk (1) und der flexiblen Kunststofffolie (2) angeordnete Dämmschicht (3) aus einem schall- und/oder wärmedämmenden Material.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, wobei es sich bei der flexiblen Kunststofffolie (2) um eine Schrumpffolie handelt.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der flexiblen Kunststofffolie (2) um eine Polyethylenfolie handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf beiden Seiten des Gitterwerks (1) je eine flexible Kunststofffolie (2a, 2b) angeordnet ist.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 4, wobei zwischen dem Gitterwerk (1) und der der Dämmschicht (3) nicht benachbarten Kunststofffolie (2a) ein die Gitteröffnungen überlagerndes, gegenüber dem Gitterwerk (1) feinmaschigeres und dünneres Maschenwerk (4) aufgebracht ist.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei auf beiden Seiten des Gitterwerks (1) je eine Dämmschicht angeordnet ist.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dämmschicht eine Dicke zwischen 0,1 und 20 cm aufweist, bevorzugt eine Dicke zwischen 0,5 und 10 cm, besonders bevorzugt eine Dicke zwischen 1 und 5 cm.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei es sich bei dem schall- und/oder wärmedämmenden Material um ein geschäumtes Material handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich bei dem schall- und/oder wärmedämmenden Material um einen extrudierten Hartschaum handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich bei dem schall- und/oder wärmedämmenden Material um Polystyrol handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich bei dem schall- und/oder wärmedämmenden Material um ein Polyurethan handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich bei dem schall- und/oder wärmedämmenden Material um Polyethylen handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich bei dem schall- und/oder wärmedämmenden Material um Styropor, Styrodur oder um Schaumglas handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Dämmschicht (3) und die Kunststofffolie (2) aus dem gleichen Material bestehen.
Verbundwerkstoff nach Anspruch 14, wobei es sich bei dem Material um Polyethylen handelt.
Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das wärmedämmende Material eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,03 und 0,1 W/(m·K) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die verwendeten Werkstoffe in Bahnen und/oder Stücken parallel und fluchtend aufeinander gelegt werden und dass in dieser Lage die Kunststofffolie verschrumpft wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die verwendeten Werkstoffe kontinuierlich aus je einem Vorrat abgezogen werden und aufeinander liegend einer Schrumpfeinrichtung zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Kunststofffolie in der Schrumpfeinrichtung mittels eines Heißgasstromes erweicht und gegen das Gitterwerk gedrückt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei zunächst eine Kunststofffolie auf ein Gitterwerk aufgeschrumpft wird, anschließend wird eine reaktionsfähige Vorstufe des Dämmmaterials in Form eines Pulvers oder Granulats auf die Gitterwerksseite der Kunststofffolie aufgeschüttet, diese Vorstufe dann unter Verwendung einer Bandschäumanlage zur Reaktion gebracht und schließlich eine zweite Kunststofffolie auf die Dämmschicht aufgeschrumpft.
Verwendung eines Verbundwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder eines nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20 hergestellten Verbundwerkstoffs als verlorene Schalung (5).
Verwendung nach Anspruch 21, wobei der Verbundwerkstoff als verlorene einhäuptige Schalung dient.
Verwendung nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Verbundwerkstoff zusammen mit einer Spundwand eingesetzt wird.
Verwendung nach Anspruch 23, wobei der Verbundwerkstoff zunächst durch punktuelles Anschweißen mit der Spundwand verbunden wird, nach dem Betoniervorgang die Spundwand entfernt wird und der Verbundwerkstoff in dem Bauwerk verbleibt.
Verwendung nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Verbundwerkstoff als verlorene Schalung bei der Herstellung von Tunnels oder Röhren eingesetzt wird.
Verwendung nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Verbundwerkstoff als verlorene Schalung bei der Herstellung von Bohrpfählen eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei der Verbundwerkstoff zur Dämmung des von einer Eisenbahntrasse ausgehenden Schalls eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei der Verbundwerkstoff zur Dämmung des von einer Straßentrasse ausgehenden Schalls eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei der Verbundwerkstoff zur Dämmung des von einem Gebäude ausgehenden Schalls und/oder zur Dämmung des Wärmeübergangs zwischen dem Gebäude und der Umgebung eingesetzt wird.