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CH633220A5 - Laminated board - Google Patents

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CH633220A5
CH633220A5 CH401478A CH401478A CH633220A5 CH 633220 A5 CH633220 A5 CH 633220A5 CH 401478 A CH401478 A CH 401478A CH 401478 A CH401478 A CH 401478A CH 633220 A5 CH633220 A5 CH 633220A5
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CH
Switzerland
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layer
parts
core layer
layers
intermediate layer
Prior art date
Application number
CH401478A
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German (de)
Inventor
Ludwig Prof Dr Wesch
Adolf Prof Dr Ing Meyer
Original Assignee
Heidelberger Zement Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Heidelberger Zement Ag filed Critical Heidelberger Zement Ag
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Publication of CH633220A5 publication Critical patent/CH633220A5/en

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schichtverbundplatte mit einer Kernschicht aus einem im wesentlichen aus einem ausgehärteten anorganischen Bindemittel und gegebenenfalls Zusatzstoffen bestehenden anorganischen Material und mindestens einseitiger faserbewehrter Deckschicht, die kraftübertragend mit der Kernschicht verbunden ist. The invention relates to a composite layer board with a core layer made of an inorganic material consisting essentially of a hardened inorganic binder and optionally additives and at least one-sided fiber-reinforced cover layer, which is connected to the core layer in a force-transmitting manner.

Das anorganische Material kann aus Zement, Kalk, Gips, Magnesium und/oder Mischungen von Magnesiumoxid mit Magnesiumchlorid bestehen. Faserbewehrungen in Schichtverbundplatten dienen zur Erhöhung der Festigkeit und es werden hierfür anorganische und/oder organische Fasern in geschnittener Form, als Endlosfasern, als flächenhafte Gebilde oder als Rovings verwendet. The inorganic material can consist of cement, lime, gypsum, magnesium and / or mixtures of magnesium oxide with magnesium chloride. Fiber reinforcements in composite panels serve to increase the strength and inorganic and / or organic fibers in cut form, as continuous fibers, as flat structures or as rovings are used for this.

Ein derartiges mehrschichtiges plattenförmiges Bauelement ist aus der DE OS 2 352 843 bekannt. Es ist aus unterschiedlichen anorganischen Schichten zusammengesetzt. Auf einer Kernschicht aus Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge ist beidseitig je eine gefügedichte, faserbewehrte Schicht aus faserverstärktem Zementmörtel aufgebracht. Alle Schichten dieses Verbundelementes sind zementgebunden. In der Druckschrift wird darauf hingewiesen, dass in der äusseren Feingefügeschicht anstelle von Zementmörtel ein Kunstharzmörtel verwendet werden kann, jedoch nur dann, wenn auch für den Leichtbeton der Kernschicht ein entsprechendes Bindemittel verwendet wird. Durch diese Bauweise treffen keine im chemischen und physikalischen Verhalten grundsätzlich verschiedene Materialien in Grenzbereichen des Werkstoffes aufeinander und daher sind keine Grenzschichtprobleme zu befürchten. Solche Probleme treten aber sehr wohl bei Schichtverbundplatten aus Schichten unterschiedlicher Grundstoffe, nämlich einerseits anorganischer und andererseits organischer Materialien, auf. Such a multilayer plate-shaped component is known from DE OS 2 352 843. It is composed of different inorganic layers. A core-dense, fiber-reinforced layer of fiber-reinforced cement mortar is applied to both sides of a core layer made of lightweight concrete with a pore structure. All layers of this composite element are cement-bound. The publication points out that synthetic mortar can be used in the outer fine-grained layer instead of cement mortar, but only if an appropriate binder is also used for the lightweight concrete of the core layer. Due to this design, no materials that are fundamentally different in chemical and physical behavior meet in boundary areas of the material and therefore no boundary layer problems are to be feared. However, such problems do occur with laminated panels made of layers of different raw materials, namely inorganic and organic materials.

Ferner ist aus der DE-AS 1 174 679 ein Nass-in-Nass-Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff vergüteten Fertigteilen aus Beton bekannt, bei dem auf eine nicht ausgehärtete Kunstharzschicht Mörtel aufgebracht und die Schichten beispielsweise durch Rütteln ineinander verdichtet werden. Auf diese Weise werden Ornament- und Dekorationsschichten in den verschiedensten Gestaltungen, jedoch kein tragender Sandwichverbund erhalten. Die Kunststoffvergütung führt hier zu einem Mischkörper, in dem eine hydraulische Phase und eine organische Phase nebeneinander abbinden. Die Hydratationsprodukte der hydraulischen Phase liegen wie Inseln in der Harzmasse und beeinträchtigen deren vorteilhafte Biege- und Zugfestigkeit erheblich. Die resultierende äussere Dekorationsschicht kann keine tragende Funktion erfüllen. Furthermore, DE-AS 1 174 679 discloses a wet-on-wet method for producing prefabricated concrete parts coated with plastic, in which mortar is applied to an uncured synthetic resin layer and the layers are compressed, for example by shaking, into one another. In this way, ornament and decoration layers in various designs are obtained, but no load-bearing sandwich composite. The plastic coating leads to a mixing body in which a hydraulic phase and an organic phase bind together. The hydration products of the hydraulic phase lie like islands in the resin mass and significantly impair their advantageous bending and tensile strength. The resulting outer decorative layer cannot fulfill a supporting function.

Eine Verbundplatte mit einer Kernschicht aus Asbestzement und einer Beschichtung ist aus dem DE-GM 7 516 513 zu entnehmen. Die Beschichtung kann aus Papier, Kunststoffolie, einem Anstrich, Holzfurnier, Gewebe oder einem A composite panel with a core layer of asbestos cement and a coating can be found in DE-GM 7 516 513. The coating can be made of paper, plastic film, a coat of paint, wood veneer, fabric or a

Laminat bestehen. Zwischen der Kernschicht und der Beschichtung befindet sich eine Einlage. Diese besteht aus einem mit Kunststoff getränkten Filz oder Vlies. Hierdurch wird die Beschichtung dauerhafter und die Asbestzementplatte weniger brüchig, so dass sie dünner gewählt werden kann. Die Wetterfestigkeit wird erhöht. Laminate exist. There is an insert between the core layer and the coating. This consists of a felt or fleece soaked in plastic. This makes the coating more durable and the asbestos cement slab less brittle, so that it can be chosen thinner. The weather resistance is increased.

Eine Schichtverbundplatte aus anorganischen und organischen Schichten, bei der die unterschiedlichen Schichten dauerhaft und kraftübertragend miteinander verbunden sind und damit die guten Eigenschaften eines anorganischen Materials als Kernschicht mit den Vorteilen von Deckschichten aus organischen Kunststoffen ausgewertet werden, scheiterte an den Schwierigkeiten der Verbindung der einzelnen Schichten miteinander. Durch Verleimen und Verkleben konnte kein echter Verbund geschaffen werden. Neben Diffusionsschwierigkeiten treten zwischen Kernschicht und Deckschichten Spannungen auf, die sich naturgemäss nachteilig auswirken. Sowohl die Belastbarkeit als auch die Biegesteifigkeit bekannter Schichtverbundplatten sind unzureichend und lassen nur eine begrenzte Verwendung zu. A layered composite panel made of inorganic and organic layers, in which the different layers are permanently and force-transmitting interconnected and thus the good properties of an inorganic material as a core layer with the advantages of cover layers made of organic plastics, failed due to the difficulties of connecting the individual layers to one another . No real bond could be created by gluing and gluing. In addition to diffusion difficulties, stresses occur between the core layer and the outer layers, which naturally have a disadvantageous effect. Both the load capacity and the bending stiffness of known laminated panels are inadequate and only allow limited use.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Schichtverbundplatte der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sie verbessert und wechselnd dynamisch belastbar ist und eine höhere Biegesteifigkeit aufweist. The object of the invention was to design a laminated composite panel of the type mentioned at the outset in such a way that it is improved and can be subjected to alternating dynamic loads and has a higher flexural rigidity.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen der Kernschicht und der aus Kunststoff bestehenden Deckschicht eine faserbewehrte Zwischenschicht aus ausgehärteten Natur- oder Kunstharzen, die im ungehärteten Zustand wasserverdünnbar sind, vorgesehen ist. This object is achieved according to the invention in that a fiber-reinforced intermediate layer made of hardened natural or synthetic resins, which are water-thinnable in the uncured state, is provided between the core layer and the plastic cover layer.

Durch eine solche Schichtverbundplatte wird eine echte Verbindung zwischen der Kernschicht und der Deckschicht bzw. den Deckschichten geschaffen, da praktisch eine Verwachsung bzw. Verzahnung zwischen den Schichten durch Ausbildung einer sowohl der Kernschicht als auch der Deckschicht zugeordneten Grenzschicht erreicht wird. Das Material der Zwischenschicht wirkt nicht als Klebstoff, sondern es treten Grenzstruktureigenschaften auf, die einen praktisch spannungsfreien Übergang zwischen den Schichten unterschiedlicher Materialien und einen kraftübertragenden Verbund schaffen. Such a layer composite panel creates a real connection between the core layer and the cover layer or the cover layers, since in practice an intergrowth or interlocking between the layers is achieved by forming an interface layer assigned to both the core layer and the cover layer. The material of the intermediate layer does not act as an adhesive, but there are boundary structure properties that create a practically stress-free transition between the layers of different materials and a force-transmitting composite.

Es wurde gefunden, dass durch die Zwischenschicht eine im Mikrobereich vernetzte Struktur der Grenzflächen erzielt wird, die der Schichtverbundplatte die Eigenschaften eines praktisch einheitlichen Gefüges verleiht. Versuche haben ergeben, dass die Platte tausenden von Wechselbeanspruchungen ausgesetzt werden kann, ohne dass eine Lockerung des Verbundes auftritt. It has been found that the intermediate layer achieves a cross-linked structure of the interfaces which gives the layered composite panel the properties of a practically uniform structure. Experiments have shown that the plate can be subjected to thousands of alternating stresses without loosening the bond.

Die Schichtverbundplatte kann geformt werden, z.B. als Rohr. The composite sheet can be molded, e.g. as a pipe.

Während ebene und gebogene Schichtverbundplatten in an sich bekannter Weise gefertigt und über entsprechenden Formen gebogen werden, können bei der Herstellung von Rohren mehrere Fertigungs verfahr en verwendet werden. So bietet sich das Schleuderverfahren an, wobei in einem konti-nuierlichen Arbeitsgang alle Schichten hintereinander aufgebracht werden und einmal ein Spritzkopf mit den organischen Materialien und dann wieder ein Spritzkopf mit anorganischem Material eingesetzt wird. Ferner wäre die Filament-winding-Methode zu nennen, nach der Körper aus der Schichtverbundplatte hergestellt werden können. While flat and curved laminated composite panels are manufactured in a manner known per se and bent over corresponding shapes, several manufacturing methods can be used in the manufacture of pipes. The centrifugal process is a good option, with all layers being applied one after the other in a continuous work step and once a spray head with the organic materials and then a spray head with inorganic material. Also worth mentioning is the filament winding method according to which bodies can be produced from the layered composite panel.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schichtverbundplatten und daraus hergestellten Formkörpern dargestellt. Es zeigen: The drawings show some exemplary embodiments of laminated composite panels according to the invention and molded articles produced therefrom. Show it:

Fig. 1 eine beidseitig beschichtete Kernschicht 10, bei der eine Deckschicht 11 über eine Zwischenschicht 12 und eine Deckschicht 13 über eine Zwischenschicht 14 mit der Kernschicht 10 verbunden ist; 1 shows a core layer 10 coated on both sides, in which a cover layer 11 is connected to the core layer 10 via an intermediate layer 12 and a cover layer 13 via an intermediate layer 14;

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

633220 633220

Fig. 2 bis 7 verschieden geformte Schichtverbundplatten. Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher erläutert; Fig. 2 to 7 differently shaped composite panels. The invention is explained in more detail using a few examples;

Beispiel 1 example 1

Es wurde eine Verbundplatte gemäss Fig. 1 hergestellt, bei der die Deckschichten 11 und 13 über je eine Zwischenschicht 12 bzw. 14 mit der Kernschicht 10 verbunden wurden. Die einzelnen Schichten wurden wie folgt hergestellt: 1, in which the cover layers 11 and 13 were connected to the core layer 10 via an intermediate layer 12 and 14, respectively. The individual layers were produced as follows:

Kernschicht: Core layer:

100 Teile Schnellzement 450F und Wasser, Wasserzementwert 0,4 wurden mit 5 Teilen geschnittenen alkalibeständigen Glasfasern gemischt, die Mischung ausgeformt und 48 Stunden in üblicher Weise weiter behandelt; 100 parts of quick cement 450F and water, water cement value 0.4 were mixed with 5 parts of cut alkali-resistant glass fibers, the mixture was shaped and further treated in the usual way for 48 hours;

Deckschicht 11 und 13: Cover layers 11 and 13:

100 g styrolhaltiger Vinylester wurden mit den hierfür an sich bekannten Katalysatoren und Aktivatoren versehen; 100 g of styrene-containing vinyl esters were provided with the catalysts and activators known per se for this purpose;

450 g Glasfasergewebe wurden in den Vinylester eingelegt und anschliessend wurde gehärtet; 450 g of glass fiber fabric were placed in the vinyl ester and then hardened;

Zwischenschicht 12 und 14: Intermediate layer 12 and 14:

100 Teile warm oder kalt aushärtbare Epoxidharze, 80 Teile Spezialhärter aus modifizierten Polyaminen und 100 parts hot or cold curable epoxy resins, 80 parts special hardeners made of modified polyamines and

Polyamidoaminen sowie 10 Teile 5 bis 10 mm langen, alkalibeständigen Glasfasern. Polyamidoamines and 10 parts of 5 to 10 mm long, alkali-resistant glass fibers.

Diese Bestandteile wurden gemischt und auf die jeweilige der Kernschicht 10 zugekehrte Seite der Deckschicht 11 bzw. 13 und auf die beiden Seiten der Kernschicht 10 aufgebracht. These constituents were mixed and applied to the respective side of the cover layer 11 or 13 facing the core layer 10 and to the two sides of the core layer 10.

Die Platten wurden unter leichtem Druck miteinander verbunden. The plates were joined together under slight pressure.

Die für die Zwischenschicht verwendeten Stoffe gehörten zu einer Gruppe von flüssigen und festen Epoxidharzen und Härtern, insbesondere modifizierten Polyaminen und Polyamidoaminen, die in Verbindung mit Epoxidharzen eine weite Abstufung der Härtungsbedingungen und der Eigenschaften der gehärteten Produkte zulassen. The substances used for the intermediate layer belong to a group of liquid and solid epoxy resins and hardeners, in particular modified polyamines and polyamidoamines, which, in conjunction with epoxy resins, permit a wide gradation of the curing conditions and the properties of the cured products.

Anstelle des Schnellzements kann auch ein beliebiger anderer Zement zusammen mit einem Beschleuniger Verwendung finden. Der Vinylester kann durch einen ungesättigten Polyester oder ein Epoxidharz ersetzt werden. Instead of the quick cement, any other cement can be used together with an accelerator. The vinyl ester can be replaced by an unsaturated polyester or an epoxy resin.

Die genannten Systeme werden von den Restbeständen an Wasser, das in der Kernschicht enthalten ist, ohne Beeinflussung der Haftung aufgenommen. Die Prüfung der so hergestellten Schichtverbundplatten hat sehrJiohe mechanische Werte ergeben...Diese Werte konnten noch gesteigert werden, indem der Kernschicht 10 zusammen mit dem Schnellzement 5 bis 10 Teile der für die Zwischenschicht 12 bzw. 14 verwendeten Kunststoffe zugegeben wurden. The systems mentioned are taken up by the residual water contained in the core layer without affecting the adhesion. The examination of the layered composite panels produced in this way showed very good mechanical values ... These values could be increased further by adding 5 to 10 parts of the plastics used for the intermediate layer 12 or 14 to the core layer 10 together with the quick cement.

Beispiel 2 Example 2

A Kernschicht: A core layer:

400 Teile MgO 400 parts of MgO

25 Teile Harnstoff-Formaldehydkondensationsprodukt 568 Teile MgCl2 20% ig 25 parts urea-formaldehyde condensation product 568 parts MgCl2 20%

2,5 Teile Weichmacher (Glycerin oder Butylglykol) wurden gut gemischt und ausgeformt. 2.5 parts of plasticizer (glycerin or butyl glycol) were mixed well and molded.

B Deckschicht: B top layer:

100 100

Teile Parts

Epoxidharz Epoxy resin

90 90

Teile Parts

Härter Harder

10 10th

Teile Parts

Beschleuniger accelerator

1 1

Teil part

Beschleuniger accelerator

50 50

Teile Parts

Kohlenwasserstoffharz Hydrocarbon resin

100 100

Teile Parts

Glasmatte Glass mat

Die Bestandteile der Deckschicht B wurden zu einer Platte geformt und bei 130° gehärtet. Zeitdauer 90 Minuten. The components of the top layer B were formed into a plate and hardened at 130 °. Duration 90 minutes.

10 C Zwischenschicht: 10 C intermediate layer:

100 Teile wasserverdünnbares Epoxidharz 100 Teile waserverdünnbarer Epoxidhärter 20 Teile Glasfasern 1 Polyestervlies 100 parts water-thinnable epoxy resin 100 parts water-thinnable epoxy hardener 20 parts glass fibers 1 polyester fleece

Die ausgeformte Kernschicht wurde mit der vorgefertigten Deckschicht über die Zwischenschicht verbunden und dann noch einmal bei 80°C zwei Stunden wärmebehandelt. The formed core layer was connected to the prefabricated cover layer via the intermediate layer and then heat-treated again at 80 ° C. for two hours.

20 Beispiel 3 20 Example 3

A Kernschicht: A core layer:

100 100

Teile Parts

Zement PZ 550 PZ 550 cement

20 20th

Teile Parts

Zuschlag bis 2 mm Surcharge up to 2 mm

50 50

Teile Parts

Wasser water

0,06 0.06

Teile Parts

Verflüssiger Condenser

6 6

Teile Parts

Glasfasern, zirkoniumhaltig Glass fibers, containing zirconium

0,1 0.1

Teil part

Natriumsilikat, flüssig 10% ig Sodium silicate, liquid 10%

B Deckschicht: B top layer:

30 100 Teile ungesättigter Polyester 30 100 parts of unsaturated polyester

0,3 Teile Beschleunigerlösung mit 1 % Co 2 Teile Katalysatorpaste (Ketonperoxid) 0.3 parts accelerator solution with 1% Co 2 parts catalyst paste (ketone peroxide)

100 Teile Glasfasergewebe 100 parts of glass fiber fabric

35 C Zwischenschicht: 35 C intermediate layer:

100 Teile wasserverdünnbares Epoxidharz 50 Teile Epoxid-Härter 1 Polyestergewebe 5/10 mm Fadendicke mit Baumwollfadeneinlage. 100 parts water-thinnable epoxy resin 50 parts epoxy hardener 1 polyester fabric 5/10 mm thread thickness with cotton thread insert.

40 40

Entsprechend den in den Figuren dargestellten Schichtverbundplatten wurden die Komponenten A, B, C in der jeweils angegebenen Reihenfolge nass in nass in der entsprechenden Dicke verarbeitet und gehärtet. In accordance with the layered composite panels shown in the figures, components A, B, C were processed and hardened in the respective order, wet in wet in the corresponding thickness.

45 Es wurde gefunden, dass durch das Nass-in-Nass-Arbeiten die mechanischen Werte sowie der innere Verbund der Schichtverbundplatte sehr günstig beeinflusst werden. Die Schichten werden übereinander gefertigt. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, in die Zwischenschicht ein Polyesterge-50 webe oder ein Gewebe aus Polyäthylen einzulegen, das Kurzfasern aus Wolle oder Baumwolle enthält, also Fasern, die das Harz besonders gut aufnehmen und eine definierte Zwischenschicht ergeben. 45 It was found that wet-on-wet working has a very favorable influence on the mechanical values and the internal bond of the layered composite panel. The layers are made one on top of the other. It has proven to be particularly advantageous to insert a polyester fabric or a woven fabric made of polyethylene into the intermediate layer, which contains short fibers made of wool or cotton, that is to say fibers which absorb the resin particularly well and result in a defined intermediate layer.

Die Dicke der Schichten ist im wesentlichen nicht be-55 grenzt. In der Praxis haben sich aber folgende Schichten bewährt: The thickness of the layers is essentially unlimited. The following layers have proven themselves in practice:

Kernschicht Core layer

3 3rd

bis to

20 20th

mm mm

Deckschicht Top layer

2 2nd

bis to

10 10th

mm mm

Zwischenschicht Intermediate layer

0,5 0.5

bis to

2 2nd

mm mm

Der Harzanteil im äusseren Bereich einer Deckschicht kann so gewählt werden, dass diese chemischen Einflüssen widersteht oder durch Einstreuen von Sand auch einer abrasi-ven Umgebung ausgesetzt werden kann. The proportion of resin in the outer area of a cover layer can be selected so that it resists chemical influences or can also be exposed to an abrasive environment by sprinkling sand.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (2)

633220 633220 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 1. Schichtverbundplatte mit einer Kernschicht aus einem im wesentlichen aus einem ausgehärteten anorganischen Bindemittel und gegebenenfalls Zusatzstoffen bestehenden anorganischen Material und mindestens einseitiger, faserbewehrter Deckschicht, die kraftübertragend mit der Kernschicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kernschicht (10) und der aus Kunststoff bestehenden Deckschicht (11; 13) eine faserbewehrte Zwischenschicht (12; 14) aus ausgehärteten Natur- oder Kunstharzen, die im ungehärteten Zustand wasserverdünnbar sind, vorgesehen ist. 1. layered composite panel with a core layer made of an inorganic material consisting essentially of a hardened inorganic binder and optionally additives and at least one-sided, fiber-reinforced cover layer, which is connected to the core layer in a force-transmitting manner, characterized in that between the core layer (10) and that of plastic existing top layer (11; 13) a fiber-reinforced intermediate layer (12; 14) made of hardened natural or synthetic resins, which are water-thinnable in the unhardened state, is provided. 2. Schichtverbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (12; 14) aus Epoxydharzen besteht. 2. Composite sheet according to claim 1, characterized in that the intermediate layer (12; 14) consists of epoxy resins.
CH401478A 1977-04-27 1978-04-14 Laminated board CH633220A5 (en)

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