CH710162A2 - Wärmedämmplatte mit Brandschutzschicht, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendungen und damit ausgerüstetes Bauwerk. - Google Patents

Abstract

Die Wärmedämmplatte dient zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken. Sie besteht zum Beispiel aus einer EPS-Platte aus expandiertem Polystyrol oder einer Platte aus Polyurethan. Zur Erzielung eines Brandschutzes ist sie auf mindestens einer Seite mit einer Schicht (2) ausgerüstet. Diese wird als pastöses Gemisch aufgetragen und besteht aus einem Anteil mit Luft gefüllter Kugeln aus expandierten, geschlossenzelligen Silicasanden sowie einem mineralischen Bindemittel. Es wird eine Seite oder mehrere Seiten der Wärmedämmplatte (1) beschichtet, und diese Schichten (2) werden hernach mit oder ohne Wärmeeintrag ausgehärtet. Die Verwendung dieser Wärmedämmplatten mit Brandschutzschicht erfolgt als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken, indem Wandaufbauten innen oder aussen an Gebäuden damit ausgerüstet werden. Die Dämmplatten werden hierzu auf eine gesäuberte, mit einem Putz egalisierte und mit Klebemörtel versehene Wand appliziert und bedarfsweise mechanisch an der Gebäudewand fixiert. Dann wird ein Unterputz mit Armierungsgewebe-Gitter aufgetragen und schliesslich ein Oberputz aufgebracht, wahlweise mit Farbanstrich.

Description

[0001] Diese Erfindung betrifft eine Wärmedämmplatte, die aus einem gut brennbaren, aber hochwirksamen Wärmedämm-Material besteht und die für die Zwecke des Brandschutzes mit einer speziellen Beschichtung versehen ist, sodass sie wesentlich bessere F-Werte erzielt.

[0002] Ausgangspunkt für einen Brand ist die Entzündung von brennbaren Stoffen durch eine Zündquelle. In einer ersten Phase (bis zur ca. 4. Minuten) entsteht ein sogenannter «Initial- oder Schwelbrand, dessen Dauer von der Sauerstoffkonzentration des Raumes abhängt. In einer zweiten Phase (ca. 4. bis 9. Brandminute) entwickelt sich ein lokaler Brand, der die Luft im Raum immer mehr aufheizt. Die Gaskonzentration erreicht ab der ca. 3. Minute Werte, die die Handlungsfähigkeit von Menschen beschränken – und ab der 5. Minute Werte, die für Menschen lebensbedrohlich sind. Überschreitet die Raumtemperatur die Zündtemperatur der im Raum befindlichen Gegenstände, kommt es zu einer schlagartigen Brandausbreitung, dem so genannten «Flash-Over» (ca. 9. bis 10. Minute). Die nun entstehenden Temperaturen können rasch 1000 °C und mehr erreichen. Entsprechend der vorhandenen Brandlast und der Frischluftzufuhr erhält sich das Feuer auf diesem Temperaturniveau (Vollbrandphase), bis es langsam abklingt.

[0003] Herkömmlich werden für die Wärmedämmung an Gebäuden sehr viele EPS-Dämmplatten verbaut, das heisst Platten aus expandiertem Polystyrol und Polyurethan. Polystyrol, ein Erdöl-Produkt, und das Treibmittel Pentan, biologisch neutraler Kohlewasserstoff, bilden durch das Zusammenführen kleine Polystyrol-Kugeln. Das Pentan in diesen kleinen Perlen wird im Vorschäum-Prozess mittels Erwärmung durch heissen Wasserdampf aktiviert und so zu Perl-Granulat aufgeschäumt, um in weiteren Arbeitsgängen in die entsprechenden Wärmedämmplattenformen geschäumt zu werden – dies wieder mittels Dampfzufuhr. Die glasartigen Perlen mit einem Durchmesser von 0.2 bis 3 mm werden den jeweiligen Herstellern geliefert und dort aufgeschäumt Platten. Durch ein mehr oder weniger starkes Aufblähen wird die Dichte des Endproduktes bestimmt. EPS besteht dann aus meist 98% Luft und 2% Materialanteil und ist zu 100% wiederverwertbar. ESP bringt eine hervorragende Wärmedämmung von 0.024 bis 0.037 W/(mK) und wird auf dem Dach, an den Wänden, an der Fassade oder auf dem Boden eingesetzt. In der Baubranche ist EPS als Wärmedämmstoff nicht mehr wegzudenken: Die hervorragenden Dämmeigenschaften, die Langlebigkeit, das geringe Gewicht, die hohe Druckfestigkeit, das flexible Material und das vollständige Recycling macht EPS zu einem hochwertigen, ökologischen und zuverlässigen Wärmedämmstoff.

[0004] So effizient EPS-Platten für die Wärmedämmung sind, so unvorteilhaft erweisen sie sich in einem Brandfall. Sie weisen eine Brandkennziffer BKZ von 5.1 auf, das heisst sie sind bis 200 °C nicht entflammbar. Bei Bränden treten aber weit höhere Temperaturen auf und dann brennen diese Platten rasch mit starker und giftiger Rauchentwicklung ab und entpuppen sich als eigentliche Brandbeschleuniger.

[0005] Anders als bei Wärmedämmplatten geht es beim Brandschutz darum, eine grosse Hitze – hohe Temperaturen – infolge eines Brandes auf der einen Seite der Brandschutzplatte möglichst lange von der andere Seite der Brandschutzplatte fernzuhalten. Hier spielt die Dichte des Plattenmaterials eine andere Rolle. Sie sollte hoch sein, damit die Platte aufgrund ihres Materials und dessen Masse im Brandfall eine endotherme Reaktion aufweist, das heisst bei Hitzeeinwirkung grosse Energiebeträge aufnehmen kann auf Grund der Abspaltung von grossen Mengen an Wasser und anderen Reaktionsprodukten. Eine Kühlwirkung des Systems ist die Folge. Herkömmlich setzt man dazu als Basismaterial zum Beispiel Werkstoffe auf der Basis von Gips, Calziumsilikat, Blähglimmer oder Blähton ein. Als Bindemittel dienen Wasserglas, Gips, Phosphate und Zement, im Speziellen Magnesiumzement oder Glaszement. Eine Brandschutzplatte sollte so leicht wie möglich und aber unbedingt so schwer wie nötig sein, bei bestmöglichen Brandschutz-Eigenschaften.

[0006] Die Klassifizierung von Baustoffen erfolgt nach der europäischen Norm EN 13501-1. Das Brandverhalten von Stoffen wird unter massgeblicher Berücksichtigung von Entzündbarkeit, Flammenausbreitung und Wärmefreisetzung In Klassen (A1, A2, B, C, D, E) eingeteilt. Die Brennbarkeit nimmt von A1 nach Klasse E zu. Materialien, die die Klasse E nicht erreichen werden in der Klasse F zusammengefasst und dürfen nicht als Baustoffe eingesetzt werden. Weiter wird die Rauchentwicklung bei Baustoffen der Klasse A2 bis D klassifiziert. Der Qualmgrad wird eingeteilt in s1 = stark, s2 = mittel und s3 = schwach. Eine weitere Klassifizierung kennzeichnet das brennende Abtropfen oder Abfallen von Baumaterialien unter Feuer-/Hitzeinwirkung. d0 = kein brennendes Abtropfen / Abfallen, d1 = kurzzeitig brennendes Abtropfen / Abfallen, d2 = anhaltend brennendes Abtropfen / Abfallen. Baustoffe werden nach ihrer Brennbarkeit in unterschiedliche Stufen eingeteilt, wobei die Brennbarkeitsgrade 1 und 2 (leicht entflammbare und schnell verbrennende Materialien) nicht als Baustoffe zugelassen sind. <tb>•<SEP>Stufe 6 – nicht brennbar <tb>•<SEP>Stufe 6q – quasi nicht brennbar <tb>•<SEP>Stufe 5 – schwer brennbar bei 200 Grad C <tb><SEP>Stufe 4 – mittelbrennbar <tb>•<SEP>Stufe 3 – leicht brennbar Brandkennziffer

[0007] Die Brandkennziffer (BKZ) setzt sich zusammen aus dem ermittelten Brennbarkeitsgrad (erste Zahl) und aus dem ermittelten Qualmgrad (zweite Zahl), z.B. 6q.3. In die Beurteilung können weitere für das Verhalten im Brande wichtige Eigenschaften des Baustoffes wie brennendes Abtropfen, Toxizität und Korrosion einbezogen werden. Bauteile müssen für eine vorgegebene Dauer im Brandfall ihre Funktion (Tragfähigkeit, Rauchdichtigkeit, Verhinderung der Brandausbreitung durch Wärmestrahlung oder Wärmeleitung) beibehalten. In der europäischen Norm sind weitere Spezifikationen niedergelegt. Hier wird zusätzlich nach den Kriterien R (Tragfähigkeit), E (Raumabschluss) und I (Wärmedämmung) unterschieden. So wird z.B. aus der F60 Anforderung an eine tragende Aussenwand die Bezeichnung RJEI 60, aus der F30 Anforderung an eine nicht tragende Aussenwand EI 30. Das heisst, dass F (Feuerwiderstand) wird aufgesplittet in die zusätzliche Anforderungen R, E, I. Deshalb werden sie in Feuerwiderstandsklassen eingeteilt: <tb>F 30 / z.B. EI 30<SEP>30 Minuten<SEP>feuerhemmend <tb>F 60 / z.B. REI 60<SEP>60 Minuten<SEP>hochfeuerhemmend <tb>F 90<SEP>90 Minuten<SEP>feuerbeständig <tb>F 120<SEP>120 Minuten<SEP>hochfeuerbeständig <tb>F 180<SEP>180 Minuten<SEP>höchstfeuerbeständig

[0008] Der Kennbuchstabe F (z.B. F90) bezeichnet den Feuerwiderstand von Wänden, Decken, Stützen, Treppen.

[0009] Das Flammschutzmittel HBCD, welches in der Vergangenheit dem Polystyrol-Schaum beigemengt wurde, darf künftig nicht mehr hergestellt und verwendet werden. Dies beschlossen Vertretern aus über 160 Ländern Ende Mai 2013 an einer UN-Chemikalienkonferenz in Genf. Das Verbot gemäss der europäischen Chemikalienverordnung REACH, welches verbietet, HBCD als Flammschutzmittel in Polystyrol-Platten (EPS) einzusetzen, tritt per 21. August 2015 in Kraft.

[0010] Einer der besten, wenn nicht der allerbeste Dämmstoff, der industriell hergestellt werden kann, ist Aerogel. Das Material, wegen seiner Optik auch als «gefrorener Rauch» bekannt, besteht zu rund 5 Prozent aus Silikat – der Rest ist Luft. Aerogel wurde bereits in den Sechzigerjahren zur Dämmung von Raumanzügen eingesetzt und brachte es auf 15 Einträge im Guinness-Buch der Rekorde, darunter denjenigen als «bester Isolator» und «leichtester Feststoff», mit Wärmeleitzahlen bzw. Lambda-Werten von 2 bis 5 mW/(mK). Im Baubereich wird Aerogel bereits eingesetzt, etwa als einblasbarer Dämmstoff für Mauer-Zwischenräume oder in Form von Dämmplatten aus Faserflies. Tatsächlich sind Aerogel-Kügelchen extrem leicht, fast gewichtslos und sie lassen sich zwischen Daumen und Zeigefinger festhalten. Doch sobald man die Finger aneinander reibt, zerbröseln diese Kügelchen. Nach zwei, drei Bewegungen ist nur noch ein feines Pulver übrig. Laborproben eines von der Eidgenössischen Material-Prüfungs-Anstalt EMPA in CH-Dübendorf entwickelten Aerogel-Putzes ergaben eine Wärmeleitfähigkeit λ von 30 mW/(mK). Damit dieser Aerogel-Dämmputz mehr als doppelt so gut Wärme wie ein herkömmlicher Dämmputz und ist vergleichbar oder gar noch besser dämmend als eine Platte aus extrudiertem Polystyrol (EPS). Die herkömmlichen Dämmputze weisen Wärmeleitzahlen bzw. Lambda-Werte zwischen 65 und 90 mW/(mK) auf, die schlechtesten bloss einen λ-Wert von 110 oder 130 mW/(mK).

[0011] Die Aufgabe dieser Erfindung ist es angesichts dieser Situation, eine Wärmedämmplatte, auch eine solche aus EPS oder Polyurethan, zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken anzugeben, welche Brandschutzeigenschaften aufweist, bei unwesentlich veränderten Wärmedämmeigenschaften, und die darüber hinaus wahlweise – auch mit Verstärkungsschichten zur Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit ausgerüstet werden kann. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wärmedämmplatte, auch einer solchen aus EPS oder Polyurethan, zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken anzugeben, sowie Verwendungen dieser Wärmedämmplatte anzugeben, und schliesslich damit ausgerüstete Bauwerke zu erstellen.

[0012] Diese Aufgabe wird gelöst von einer Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken, die sich dadurch auszeichnet, dass sie aus einem hoch-wärmedämmendem jedoch brennbaren Material besteht und mindestens eine ihrer Seiten mit einer Schicht ausgerüstet ist, bestehend aus einem Anteil mit Luft gefüllter Kugeln aus expandierten, geschlossenzelligen Silicasanden, und das Restvolumen wenigstens aus mindestens einem Bindemittel besteht.

[0013] Das Verfahren zur Herstellung einer solchen Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken ist dadurch gekennzeichnet, dass glasierte, an ihrer Oberfläche geschlossenzellige, mit Luft gefüllte Kugeln aus expandierten Silicasanden, die im trockenen Zustand eine Schutt-Dichte von 50 bis 400 Gramm/Liter aufweisen, mit einem mineralischen und/oder organischen Bindemittel gemischt werden und das Gemisch in pastöser Form auf eine oder mehrere Seiten der Wärmedämmplatte aufgetragen wird und diese Schicht hernach mit oder ohne Wärmeeintrag aushärtet.

[0014] Das Verwendung einer solchen Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken zum Erstellen von Wandaufbauten innen oder aussen an Gebäuden erfolgt, indem die Dämmplatte auf eine gesäuberte, mit einem Putz egalisierte und hernach mit Klebemörtel versehene Innen- oder Aussenwand eines Gebäudes appliziert wird, bedarfsweise mechanisch an der Gebäudewand fixiert wird und hernach ein Unterputz mit Armierungsgewebe-Gitter auf Glasbasis aufgetragen wird und schliesslich ein Oberputz aufgebracht wird, der wahlweise mit einem Farbanstrich versehen wird.

[0015] Ein Bauwerk ist dadurch gekennzeichnet, dass es innen oder aussen mindestens einen Wandaufbau aufweist, und welches Bauwerk Wärmedämmplatten zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der Ansprüche 1 bis 9 enthält, hergestellt nach einem der Verfahren nach Anspruch 10 bis 12.

[0016] Anhand der Zeichnungen wird eine Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken wie auch ihre Verwendung für das Verbauen an Gebäudewänden erläutert.

Es zeigt:

[0017] <tb>Fig. 1 :<SEP>Eine Wärmedämmplatte mit einer auf einer Seite der Platte aufgetragenen Brandschutzschicht aus einem homogenen Gemisch aus mit Luft gefüllten Kugeln aus expandierten geschlossenzelligen Silicasanden und mineralischem Bindemittel; <tb>Fig. 2<SEP>Eine Wärmedämmplatte mit beidseits aufgetragenen Brandschutzschichten aus einem homogenen Gemisch aus mit Luft gefüllten Kugeln aus expandierten geschlossenzelligen Silicasanden und mineralischem Bindemittel; <tb>Fig. 3 :<SEP>Eine Wärmedämmplatte, wobei alle ihre Seiten mit einer aufgetragenen Brandschutzschicht ausgerüstet sind, aus einem homogenen Gemisch aus mit Luft gefüllten Kugeln aus expandierten geschlossenzelligen Silicasanden und mineralischem Bindemittel; <tb>Fig. 4 :<SEP>Den ersten Arbeitsschritt für das Wärmedämmen einer verputzten Altbau-Wand – Entfernen des alten Putzes und säubern; <tb>Fig. 5 ;<SEP>Den zweiten Arbeitsschritt für das Ausrüsten einer verputzten Altbau-Wand mit formstabilen Wärmedämmplatten – und das Egalisieren der Wand mittels eines Putzes; <tb>Fig. 6 :<SEP>Den dritten Arbeitsschritt für das Ausrüsten einer verputzten Altbau-Wand mit einer Wärmedämmung – mit Aufbringen eines Klebemörtel-Aufstrichs und Applizieren von formstabilen Wärmedämmplatten mit Brandschutzschicht auf den noch feuchten Klebemörtel und wenn nötig fixeren; <tb>Fig. 7 :<SEP>Den vierten Arbeitsschritt für das Ausrüsten einer verputzten Altbau-Wand mit Wärmedämmplatten mit Brandschutzschicht – mit dem Aufbringen eines Unterputzes mit darin integriertem armierenden Netz; <tb>Fig. 8 :<SEP>Den fünften Arbeitsschritt – Aufbringen eines Feinputzes und bedarfsweise Auftragen eines Farbanstrichs.

[0018] Rohperlit ist ein chemisch und physikalisch umgewandeltes, vulkanisches Gestein (Obsidin) mit weissem, pudrigem Aussehen. Der rohe Perlit enthält bis 2% Wasser und weist eine Dichte von 900–1600 kg/m<3>auf. Gemäss einem Verfahren mit mehrstufigem Glühen auf Temperaturen von ca. 800 °C bis 1400 °C bläht sich Perlit auf das 10–15fache Volumen auf. Die Dichte des Blähproduktes beträgt dann bloss noch 50–400 kg/m<3>, weist also ein aussergewöhnlich leichtes Gewicht auf. Das Blähen von Perlit ist seit Jahren bekannt. Die bisherige Blähmethode führt aber zu offenzelligen, zerrissenen Perliten. Für die vorliegenden formstabilen Wärmedämmplatten wird jedoch ein neuartiges Perlit, bestehend aus glasierten Kugeln mit geschlossenen Hohlräumen, eingesetzt. Das Verfahren zur Herstellung dieser neuartigen Perlite erfolgt mehrstufig und ist im Detail in WO 20136/053 635 A1 beschrieben. Dabei wird der Perlitsand zunächst mittels einer Sieblinie in verschiedene Korngrössen sortiert. Jede einzelne Korngrösse wird anschliessend in einem Rieselkanal mit mehrstufigen Temperaturzonen ansteigender Temperaturen aufgebläht und damit die Oberfläche der Kugeln verglast. Übliche in dieser Weise erzeugte Korngrössen sind: <tb>•<SEP>0.1 mm bis 0.5 mm <tb>•<SEP>0.5 mm bis 0.8 mm <tb>•<SEP>0.8 mm bis 1.0 mm <tb>•<SEP>1.0 mm bis 2.0 mm

[0019] Bisher wurden Perlite in traditionellen Öfen aufgebläht. Infolge der unkontrollierten Temperatureinwirkung zerreissen die Perlite, welche als trockenes Blähprodukt ein tiefes Schüttgewicht von weniger als 300 Gramm/Liter aufweisen. Grundsätzlich haben Dämmplatten mit einem tiefen Schüttgewicht einen höheren Porenanteil und entsprechend immer eine bessere Dämmwirkung. Entsprechend entstehen in traditionellen Öfen offenzellige Perlite, welche naturgemäss ein hohes Wasseraufnahmevermögen aufweisen und sich entsprechend als Wärmedämmmaterial weniger gut eignen. Wird beispielsweise im Stand der Technik ein trockenes Blähprodukt mit einem Schüttgewicht weniger als 300 Gramm/Liter als Dämmmaterial in Platten, Putzen oder Füllstoffen eingesetzt, so sind zusätzliche Massnahmen für eine Hydrophobierung oder Beschichtung der Oberfläche mit Bitumen notwendig, also unabdingbar. Diese Hydrophobierungs-Massnahmen machen derartige Dämmplatten aber wirtschaftlich wenig interessant. Mit dem Verfahren gemäss WO 2013/053 635 gelingt es, geschlossenzelliges Perlit mit einem im Trockenzustand tiefen Schüttgewicht von weniger als ca. 50 bis 400 Gramm/Liter zu erzeugen. Wenn hier von geschlossenzellig gesprochen wird, so ist damit gemeint weitestgehend geschlossenzellig, denn man kann nicht ausschliessen, dass beim Blähen das eine oder andere Sandkorn nicht optimal und wirklich wasserdicht gebläht wird. Aber im Vergleich den zuvor geblähten Perliten, die allesamt offenporig waren, kann mit diesem Verfahren im Grundsatz geschlossenzelliges Perlit erzeugt werden, also mit geschlossenen Poren und somit wasserdichtes. Grundsätzlich wird der Dämmeffekt erhöht, wenn in die Platte möglichst viel Luft eingebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass der Luftanteil in der Dämmplatte dadurch erhöht werden kann, dass beim Anmachen bzw. Aufmischen des mineralischen Bindemittels gezielt ein Schäumungsmittel eingebracht wird. Die glasierten, an ihrer Oberfläche geschlossenzelligen, mit Luft gefüllten Kugeln aus expandierten Silicasanden werden grundsätzlich mit einem mineralischen Bindemittel gemischt, das zudem optional mit einem Schäumungsmittel versetzt und mit Wasser angemacht wurde. Wahlweise kann den geschlossenzelligen Perliten bis zu etwa 10% ihres Volumenanteils Aerogel in Pulverform beigemischt werden. Als Bindemittel für Wärmedämmzwecke eignen sich mineralische wie auch organische Bindemittel, als Beispiel etwa Polymere, Epoxid, Vinylester, Phenolharze und andere. Diese Bindemittel können homogene Bindemittel oder auch Mischungen verschiedener Bindemittel sein, etwa solche aus Phosphaten, Zementen, Gips, Wasserglas, Kalk, pH-neutralem Kieselsol. und speziell hochhitzebeständige Produkte wie Tonerde Zement oder Magnesium-Zemente oder andere mineralische Bindemitteln. Auch anorganische Bindemittel können bedarfsweise verwendet werden. Wahlweise können weitere geeignete Zusatzstoffe beigemischt werden, zum Beispiel übliche Haftvermittler. Als solche eignen sich zum Beispiel Steinmehl, Flugasche, Gesteinsmehle, Blähglimmer, Blähton, offenporige Perlite, etc.

[0020] Zum Beschichten einer Wärmedämmplatte aus EPS oder Polyurethan werden alle diese Komponenten mit dem geschlossenzelligen Blähperlit zu einer homogenen Mischung gemischt und hernach wie in Fig. 1 gezeigt auf eine Wärmdämmplatte 1 als pastöse gleichmässig dicke Schicht aufgetragen, wonach diese Schicht als Brandschutzschicht 2 ausgehärtet. Dieses Auftragen kann irgendwo in einem Werk geschehen, wo die Platten einbaufertig hergestellt werden, oder aber durch nachträgliches Beschichten von bereits bestehenden Wärmedämmplatten, seien diesen nun irgendwo an Lager oder bereits an einem Gebäude verbaut und frei zugänglich. Durch die optionale Schäumung der Auftragsschicht wird erreicht, dass die aufgetragene Schicht 2 als Ganzes je nach spezifischer Zusammensetzung aller Komponenten infolge der Luft in den geblähten Perliten sowie der Luft aus dem Schäumungsmittel eine Dichte von zwischen 120kg/m<3>bis 1200kg/m<3>aufweist. Das Einbringen dieses Schäumungsmittels als Luftporenbilder kann geschehen, indem es dem Bindemittel beigegeben und es durch das Mischen zusammen mit dem Bindemittel aufschäumt. Hernach wird diese aufgeschäumte Mischung mit dem geblähten Perlit vermischt, wonach die Mischung aushärtet. Als Variante kann ein Schäumungsmittel als Luftporenbilder dem Bindemittel beigegeben werden, das erst durch einen Wärmeeintrag aufschäumt, ähnlich wie Wirkung von Hefe in einem Teig, wonach das Bindemittel aushärtet. Eine weitere Variante besteht darin, dass ein fertiger Schaum dem Bindemittel oder der fertigen Mischung aus Bindemittel und Perlit zugegeben wird.

[0021] Die so ausgerüsteten EPS-Wärmedämmplatten oder Polyurethan-Wärmedämmplatten, mit oder ohne zusätzliche hydrophobe Beschichtung, sind in jedem Fall steif und formstabil und weisen eine überraschend gute Stabilität auf, sodass eine besondere Verstärkungsschicht für die meisten Anwendungen nicht notwendig ist. Als Besonderheit und im grossen Unterschied zu den bekannten offenzelligen Perliten weisen die geschlossenzelligen Blähperlite eine erstaunliche Druckfestigkeit von 0.4 bis 5 N/mm<2>auf. Diese Werte wurden bisher im praktischen Versuch ermittelt. Optional kann wahlweise noch ein Aerogel-Faservlies homogen zugegeben werden, oder im Rahmen eines laminatartigen Schichtaufbaus einer Wärmedämmplatte kann eine Schicht aus Aerogel-Pulver in den Schichtaufbau einer solchen Wärmedämmplatte eingefügt werden.

[0022] Falls besonders steife Wärmedämmplatten mit erhöhter Stabilität erforderlich sind, können sie optional mit zusätzlichen Stabilisierungsschichten in Form einer Gitterstruktur als armierende Verstärkungsschicht innerhalb der Brand Schutzschicht ausgerüstet sein. Eine Brandschutzschicht mit oder ohne solche Verstärkungsschicht kann auf einer der Flachseiten der Platte oder auf beiden Flachseiten aufgebracht werden, wie in Fig. 2 dargestellt. Als Option können auch Verankerungssysteme im Innern der Platten eingebaut sein, indem etwa Dübel den Schichtaufbau quer zu den Schichten verlaufend annähernd durchsetzen.

[0023] Diese neuartigen, glasierten Kugeln im geschlossenporigen Perlit haben eine im Gegensatz zu zerrissenem Perlit sehr geringe Wasseraufnahme-Fähigkeit. Auf der Basis dieser Kugeln, gemischt mit einem mineralischen Bindemittel, das mit einem Schäumungsmittel versetzt wird, können Wärmdämmplatten in der beschriebenen Art beschichtet werden. Die Schichten sind formstabil und dampfdurchlässig, was wichtig für das Innenklima eines Bauwerkes ist. Um offenzellige Perlite in Bezug auf die Wasseraufnahmefähigkeit zu verbessern, wurden diese bisher ummantelt, beispielsweise mit Bitumen. Eine andere Variante besteht darin, offenzellige Perlite mit Paraffin, Silan oder Siloxan zu imprägnieren oder mit Silikon zu veredeln und sie für Schüttungen zu verwenden. Mit dem neuartigen, oben erwähnten Bläh-Verfahren sind bei Oberflächenverglasten Perliten aber keine Veredelungs-Massnahmen und kein Imprägnieren mehr notwendig, da das Produkt kaum Wasser aufnimmt. Obwohl die auf eine Wärmedämmplatte aufgetragenen Perlite geschlossenzellig und somit fast wasserdicht sind, kann die Platte je nach den zugegebenen weiteren Komponenten immer noch wasser- oder dampfdurchlässig sein. Werden dann aber komplett wasserdichte und völlig dampfundurchlässige Platten gewünscht, so können ihre Oberflächen zusätzlich mit einem Hydrophobierungsmittel behandelt werden.

[0024] In Fig. 2 ist eine Wärmedämmplatte 1 aus EPS oder Polyurethan mit auf beiden Seiten aufgetragenen Brandschutzschichten 2 gezeigt und im Querschnitt dargestellt. Sie dient zum Erstellen einer Wärmedämmung an Gebäudehüllen. Als Besonderheit weist die hier dargestellte Dämmplatte jedoch einen Laminat-Aufbau aus mindestens zwei äusseren Brandschutz-Schichten, nämlich einen Kern aus EPS oder Polyurethan und auf beiden Flachseiten je eine Brandschutzschicht 2 aus geschlossenen, mit Luft gefüllten Kugeln, die durch Expandieren von Silicasand bzw. durch Blähen von Perlit entstanden sind und mit einem mineralischen Bindemittel unter Zugabe eines Schäumungsmittel zu einem homogenen Gemisch angemacht wurden, welches dann in pastöser Form aufgetragen wurde und aushärtete. Die geblähten Kugeln unterschiedlichen Durchmessers weisen ein spezifisches Gewicht von bloss ca. 50–400kg/m<3>auf. Sie sind also extrem leicht und enorm wärmedämmend, mit einem λ-Wert von 35 bis 50mW/mK, und somit vergleichbar mit jenem des teureren EPS oder Polyurethan. Insgesamt aber bleibt die so erhaltene Wärmedämmplatte mit Brandschutz stets luft- bzw. dampfdurchlässig. Die Brandschutzschichten 2 können zudem eine armierende Verstärkungsschicht in Form einer Gitterstruktur enthalten, oder mit Aerogel-Vlies-Schicht ausgerüstet sein. Bei dieser Gitterstruktur kann es sich um Gewebe, ein Gelege, eine netzartige Gitterstruktur oder ein Vlies handeln. Das Material für diese Verstärkungsschicht kann zum Beispiel Zellulose oder Glas sein, oder es werden natürliche oder synthetische Fasern eingesetzt. Ein Laminat-Aufbau kann auch erzielt werden, indem eine Wärmedämmplatte aus EPS oder Polyurethan aus glasierten und somit an ihrer Oberfläche geschlossenen, mit Luft gefüllten Kugeln aus expandiertem Silicasand bzw. geblähtem Perlit an der Oberfläche durch Verkleben oder durch Verschweissen der glasierten Oberflächen mit einer Gitterstruktur als armierende Verstärkungsschicht ausgerüstet wird, wonach mehrere solchermassen ausgerüstete verstärkte Wärmedämmplatten mittels Verkleben oder Verschweissen zu einem Laminat verbunden werden. Mit solchen Armierungen in der aufgetragenen Verstärkungs-Brandschutzschicht lassen sich Druckfestigkeiten von 0.7–5.0 N/mm<2>erreichen.

[0025] Die Fig. 3 zeigt eine Wärmedämmplatte 1 aus EPS oder Polyurethan, die allseitig mit einer aufgetragenen Brandschutzschicht 2 ausgerüstet ist, also komplett von einer Brandschutzschicht 2 eingehüllt ist, die aus besagten aufgeblähten Perlit-Kugeln, gemischt mit einem mineralischen Bindemittel und einem Schäumungsmittel, besteht. Die optionalen Verstärkungsschichten innerhalb der Brandschutzschicht oder auch der Aerogel-Vliesschichten können aus unterschiedlichen Materialien und Aufbauten oder auch identisch gebaut sein. Es versteht sich, dass auch Platten mit abwechslungsweise mehreren Verstärkungs- oder Aerogel-Vliesschichten und mehreren Wärmedämmplatten 1 als Kerne zu einem Laminataufbau gebaut werden können. Die gesamte Stärke der einfachsten Wärmedämmplatten inklusive einer Brandschutzschicht von 2 bis 40mm misst ca. 40–400 mm, was aber nicht bedeutet, das nicht auch noch dickere Platten hergestellt werden können.

[0026] Die Verstärkungsschichten können zum Beispiel aus Zellulose-Glas bestehen. Weitere Möglichkeiten bieten Verstärkungsschichten aus natürlichen Fasern oder synthetischen Fasern. Vorteilhaft werden solche Verstärkungsschichten als Gelege, Gewirk oder als Vlies auf der Wärmedämmplatte mechanisch befestigt oder sie werden auf dieselbe aufkaschiert. Eine weitere Variante besteht darin, dass die Verstärkungsschicht in einem Kalk-Mörtel oder zementösen Mörtel eingebunden ist, der auf den verstärkten Seiten der Wärmdämmplatte 1 haftet.

[0027] Ab Fig. 5 wird nun dargestellt, wie eine solche Wärmedämmplatte mit Brandschutzschicht für die Ausrüstung einer Wand 3 eingesetzt wird, sei es einen Innen- oder Aussenwand. Zunächst wird der alte Putz 4 einer Wand 3 von derselben entfernt, und der Untergrund 5 wird gesäubert und getrocknet, damit eine staubfreie Unterlage vorliegt. Dann wird wie in Fig. 5 gezeigt das freigelegte Mauerwerk mit einem Putz 6 egalisiert, sodass eine perfekt ebene Unterlage für den nächsten Arbeitsschritt und das Verlegen der Wärmedämmplatten vorbereitet ist. In einem nächsten Schritt, wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein Klebemörtel 7 auf diese Putz-Unterlage 6 aufgetragen. Dieser Klebemörtel 7 kann ein Kalkmörtel oder ein zementöser Mörtel oder zementöser Kalkmörtel sein. Er wird eben ausprofiliert, um eine perfekt ebene Unterlage für die satt aufliegende Aufnahme der Wärmedämmplatten 8 zu schaffen. Als Nächstes folgt das Auflegen der Wärmedämmplatten 8 wie dargestellt. Idealerweise messen die Wärmedämmplatten 8 zum Beispiel 50 cm x 100 cm und sind ca. 5–15 cm stark, sodass sie leicht zu handhaben und zu transportieren sind. Sie werden einfach auf den noch weichen Klebemörtel 7 an der Wand aufgedrückt und haften dann an demselben, weil sie ja so ungewöhnlich leicht sind. Es wird vorteilhaft unten in einer Ecke gestartet, und die brandschutzbeschichteten Wärmedämmplatten 8 können dann aufeinander aufgeschichtet an die Wand gedrückt werden. Dabei wird darauf geachtet, dass keine Hohlräume hinter den Platten 8 entstehen, indem die Unterlage möglichst eben vorbereitet wird. Wenn besonders dicke oder mehrlagige Wärmedämmplatten 8 von zum Beispiel 5 cm Stärke oder mehr eingesetzt werden, so können diese mit zusätzlichen Befestigungssystemen in bekannter Manier im Traggrund verankert werden, wie das für konventionelle Polystyrol-Wärmedämmplatten ohnehin schon lange praktiziert wird. Die Stösse der Platten werden lokal mit Verstärkungsbändern, mit Gittern, Vliesen, Gelegen etc. gegen das Durchschlagen von Rissen abgeklebt, wobei mineralisch oder anorganische Bindemittel eingesetzt werden, die allenfalls geschlossenzellige Perlite enthalten.

[0028] Als nächster Schritt wird wie in Fig. 7 gezeigt zunächst Unterputz 9 auf Kalk- oder Zementbasis auf die Wärmedämmplatten 8 aufgetragen, und in diesen wird ein Armierungsgewebe 10 auf Glasbasis mit alkaliresistenter Beschichtung eingearbeitet. Nach dem Aushärten dieses Unterputzes 9 mit dem Stützgewebe 10 im Innern wird wie in Fig. 8 gezeigt noch ein Oberputz 11 aufgetragen, welcher allenfalls auch geschlossenzellige Perlite enthalten kann. Dieser Oberputz kann hernach je nach Wunsch auch als Unterlage für eine Tapezierung dienen, oder mit einer Struktur für das gewünschte Raumambiente versehen werden, oder aber auch einen offenporigen Anstrich mit vorzugsweise einer Silikatfarbe erhalten. In jedem Fall bleibt der ganze Aufbau auf der Wand dampfdurchlässig. Es wird damit eine aussergewöhnlich gute Wärmeisolation mit hervorragendem λ-Wert erzeugt.

[0029] Als Variante zur Anwendung des Verfahrens zum Beschichten von Wärmedämmplatten aus EPS oder Polyurethan können diese auch nachträglich, wenn sie bereits an einem Gebäude verbaut wurden, mit einer Schicht bestehend aus einem Anteil mit Luft gefüllter Kugeln aus expandierten, geschlossenzelligen Silicasanden, und einem Restvolumen aus mindestens einem Bindemittel beschichtet werden, indem diese Brandschutz- und Verstärkungsschicht als Mörgelschicht aufgetragen wird. Hierzu wird vor Ort, auf der Baustelle, der Beschichtungsmörtel angerührt und in einer Stärke von 2–40 mm aufgetragen, mit den bereits beschriebenen Bindemitteln. Optional kann ein Glasgitter, wahlweise alkaliresistent beschichtet, über die gesamte Fläche oder an lokalen Stellen als Armierung und Ausgleich des Verputzes mit der Mörtelmischung aufgebracht werden. Schliesslich erfolgt der Auftrag eines Oberputzes.

[0030] Eine solche Wärmedämmplatte mit Brand Schutzschicht auf Bläh-Perlitbasis weist eine Wärmeleitzahl (λ-Wert) von bloss 35–50 mW/mK auf. Das heisst, die Stärke einer solchermassen beschichteten EPS-Wärmedämmplatte kann insgesamt geringer sein als eine nicht beschichtete EPS-Wärmedämmplatte, um die gleiche Wärmeleitzahl erreichen. Die Gesamtschichtstärke des Wandaufbaus kann also reduziert werden. Eine Austrocknungszeit von etwa 30 Tagen – wie für übliche Wandaufbauten mit Wärmedämmputzen von 30mm Stärke nötig – muss nicht abgewartet werden.

[0031] Die vorliegende Wärmedämmplatte mit Brandschutzschicht ermöglicht den weiteren breiten Einsatz von EPS-Wärmedämmplatten oder Polyurethan-Hartschaumplatten und bietet einen echten Brandschutz. Die zum Einsatz kommenden mineralischen Bindemittel können Wasserglas, Phosphate, Zemente wie Magnesiumzement oder Glaszement, Gips etc. sein.

[0032] Alle diese Wärmedämmplatten mit Brandschutzschicht können zusätzlich mit armierenden Fasern ausgerüstet werden, indem diese Fasern zum Beispiel als lose Filamente in das Material eingemischt werden, wonach die Platte dann gepresst oder gegossen wird und dann aushärtet. Bei solchen armierenden Fasern kann es sich zum Beispiel um Stapelfasern oder Kurzschnittfasern handeln, etwa mit Fasern aus Glas, Acryl oder anderen Kunststoff-Fasern, oder es können auch metallische Fasern sein.

Claims (14)

1. Wärmedämmplatte mit zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem hoch-wärmedämmendem jedoch brennbaren Material (1) besteht und mindestens eine ihrer Seiten mit einer aufgetragenen Schicht (2) ausgerüstet ist, bestehend aus einem Anteil mit Luft gefüllter Kugeln aus expandierten, geschlossenzelligen Silicasanden, und das Restvolumen dieser Schicht wenigstens aus mindestens einem Bindemittel besteht.

2. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmplatte (1) eine EPS-Platte aus expandiertem Polystyrol oder eine Platte aus Polyurethan ist und die Brandschutzschicht (2) aus einem Anteil mit Luft gefüllter Kugeln aus expandierten, geschlossenzelligen Silicasanden besteht, mit im trockenen Zustand einer Schutt-Dichte von 60 bis 400 Gramm/Liter, sowie einer Druckfestigkeit von mindestens 0.4 N/mm<2>und das Restvolumen dieser Schicht (2) wenigstens aus mindestens einem Bindemittel besteht, wobei dieses aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe besteht: Phosphate, Zement, Gips, Wasserglas, Kalk, pH-neutraler Kieselsol oder aus anderen mineralischen Bindemitteln, Steinmehl, Flugasche, Gesteinsmehle, Blähglimmer, Blähton, offenporige Perlit.

3. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Brandschutzschicht (2) geblähter Perlit in Form von glasierten Kugeln mit unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt wird, nämlich in folgender Zusammensetzung, bezogen auf das Gewicht: 30–60% mit Durchmesser 0.1 mm bis 0.5 mm, 20–50% mit Durchmesser 0.5 mm bis 0.8 mm, 10–30% mit Durchmesser 0.8 mm bis 1.0 mm, 0 bis 10% mit Durchmesser 1.0 mm bis 2.0 mm.

4. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur die beiden Seiten der Wärmedämmplatte (1) mit den beiden grössten Flächen je mit einer solchen Schicht (2) ausgestattet sind, wobei diese Schicht eine Stärke von 2 bis 40 mm aufweist.

5. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle sechs Seiten der Wärmedämmplatte (1) mit einer solchen Schicht (2) ausgestattet sind, sodass diese rundum von einer solchen Schicht (2) eingehüllt ist, wobei diese Schicht (2) eine Stärke von 2 bis 40 mm aufweist.

6. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzschicht (2) ein mit einem Schäumungsmittel versetztes mineralisches Bindemittel enthält, sodass die Brandschutzschicht (2) als Ganzes je nach spezifischer Zusammensetzung aller Komponenten infolge der Luft in den geblähten Perliten sowie der Luft aus dem Schäumungsmittel eine Dichte von zwischen 120kg/m<3>bis 1200 kg/m<3>aufweist.

7. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine ihrer Brandschutz-Schichtoberflächen mit einem Hydrophobierungsmittel imprägniert ist.

8. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutz-Schicht (2) ein beigemischtes Hydrophobierungsmittel und/oder armierende Fasern zur Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit enthält.

9. Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Brand Schutzschicht (2) einer Flachseite der Platte (1) mit einer Gitterstruktur als armierende Verstärkungsschicht aus Zellulose und/oder Glas, aus natürlichen Fasern oder synthetischen Fasern oder einer Kombination dieser Stoffe ausgerüstet ist, und diese als Gelege, Gewirk oder als Vlies mechanisch befestigt oder auf aufkaschiert ist, oder ein Aerogel-Faservlies als Isolationsschicht mechanisch befestigt oder auf aufkaschiert ist.

10. Verfahren zum Herstellen einer Wärmedämmplatte zum Verbauen als Innen-und Aussenwärmedämmung von Bauwerken, oder zum Beschichten von bereits an Gebäuden verbauten Wärmedämmplatten aus expandiertem Polystyrol oder Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, dass glasierte, an ihrer Oberfläche geschlossenzellige, mit Luft gefüllte Kugeln aus expandierten Silicasanden, die im trockenen Zustand eine Schutt-Dichte von 50 bis 400 Gramm/Liter aufweisen, mit einem mineralischen und/oder organischen Bindemittel gemischt werden und das Gemisch in pastöser Form in gleichmässiger Dicke als Schicht (2) auf eine oder mehrere Seiten der Wärmedämmplatte (1) aufgetragen wird und diese Schicht (2) hernach mit oder ohne Wärmeeintrag aushärtet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel mit einem Schäumungsmittel angemacht wird und mit den expandierten Silikatsanden gemischt wird, sodass je nach Anteil des Schäumungsmittels im Bindemittel die Beschichtung als Ganzes nach Aushärtung eine Dichte von 120kg/m<3>bis 1200 kg/m<3>aufweist, und dass für diese Brandschutzschicht (2) geblähter Perlit in Form von glasierten Kugeln mit unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt wird, nämlich in folgender Zusammensetzung, bezogen auf das Gewicht: 30–60% mit Durchmesser 0.1mm bis 0.5 mm, 20–50% mit Durchmesser 0.5 mm bis 0.8 mm, 10–30% mit Durchmesser 0.8 mm bis 1.0 mm, 0 bis 10% mit Durchmesser 1.0 mm bis 2.0 mm.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aushärtung des mineralischen Bindemittels mindestens eine Flachseite der Wärmedämmplatte (1) mit einer Gitterstruktur als armierende Verstärkungsschicht aus Zellulose-Glas, aus natürlichen Fasern oder synthetischen Fasern oder einer Kombination dieser Stoffe als Gelege, Gewirk oder als Vlies mechanisch an der Dämmplatte befestigt oder auf sie aufkaschiert wird.

13. Verwendung von Wärmedämmplatten zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Erstellen von Wandaufbauten innen oder aussen an Gebäuden, indem Dämmplatten (8) auf eine gesäuberte, mit einem Putz (6) egalisierte und hernach mit Klebemörtel (7) versehene Innen- oder Aussenwand (3) eines Gebäudes appliziert werden, bedarfsweise mechanisch an der Gebäudewand (3) fixiert werden und hernach ein Unterputz (9) mit Armierungsgewebe-Gitter (10) auf Glasbasis aufgetragen wird und schliesslich ein Oberputz (11) aufgebracht wird, der wahlweise mit einem Farbanstrich versehen wird.

14. Bauwerk, dadurch gekennzeichnet, dass es innen oder aussen mindestens einen Wandaufbau aufweist, welcher Wärmedämmplatten mit einer Brandschutzschicht zum Verbauen als Innen- und Aussenwärmedämmung von Bauwerken nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9 enthält, hergestellt nach einem der Verfahren nach Anspruch 10 bis 12.