Kunststoffe der Dynamit Nobel AG für das Bauwesen 1964

In einem Sonderdruck der Zeitschrift „Der Deutsche Baumeister BDB“, Ausgabe März 1966, wurde unter der Überschrift „Kunststoffe für das Bauwesen“ über eine im Herbst 1964 durchgeführte Informationsveranstaltung für 55 Dozenten von Staatlichen Ingenieurschulen (Staatsbauschulen) bei der Dynamit Nobel AG in Troisdorf berichtet.

In dem Einführungsreferat 

„Kunststoffe, Werkstoffe, Baustoffe“

stellte Werner Laeis grundlegende Aspekte und Marktzahlen zu dem Thema zusammen.

So hätten sich seit 1950 die Produktions- und Umsatzzahlen der Kunststoffindustrie von Jahr zu Jahr jeweils um 10 bis 15 % gesteigert, allein in Deutschland würden mehr als eine Million Tonnen Kunststoffe erzeugt und davon gingen mehr als 25 % in den Bau.

Laeis ging auf die grundsätzlich verschiedene Denk- und Sprachweise von Baufachleuten und Kunststoffleuten ein und gab seiner Hoffnung Ausdruck, mit einer solchen Informationsveranstaltung die Möglichkeiten und Grenzen von Kunststoffen im Bauwesen zu erörtern.

Prägnant definierte er Kunststoffe als synthetische Produkte und als organisch (Kohlenstoff-enthaltend). Weiterhin differenzierte er unter ihnen Duroplaste, Thermoplaste und Elaste und fasste in der Kunststoff-Tabelle vielfache Typen und Verwendungen von Kunststoffen zusammen.

Im einzelnen führte Laeis dazu aus, wie z.B. über Duroplaste –Phenol-, Harnstoff- und Melaminharze- in Form von Preßteilen und Preßschichtstoffplatten mit Dekor und teilweise Holzimitation, die durch Verpressen von harzimprägnierten Papierbögen und bedruckten Bögen sowie einer transparenten Schutzschicht als zukünftiger Nutzschicht gefertigt würden; dabei seien Phenolharze immer dunkelfarbig; Melaminharze seien hell und weniger feuchtigkeitsaufnehmend. Phenolharzschäume seien besonders hitzebeständig. Epoxidharze wurden besonders als geeignete Klebstoffe, auch für Metalle, beschrieben.

Bei den Thermoplasten wurden hauptsächlich Polyolefine und Polyvinylchlorid erwähnt. Als noch vielseitiger wurde PVC herausgestellt, das von weich bis hart eingestellt werden kann und das inhärent flammgeschützt wegen seines Chlorgehalts gelte.

Weiterhin wurde Polystyrol für Spritzgußteile und geschäumt als „Styropor“ erwähnt. Polycarbonat wurde als geeignet für Tischgeschirr und ähnliches beschrieben und von den Elasten wurden Polyurethane genannt, die auch zur Fertigung von weichen Schäumen für die Polsterung und als harte Schäume in plattenförmigen Sandwich-artigen isolierenden Bauelementen Verwendung fänden.

Zur Verarbeitung berichtete Laeis, daß duroplastische Kunstharze meist mit Füllstoffen verpreßt würden, wobei sich beim Aushärten Wasserdampf bilde, weswegen diese Kunstharze bei sehr hohem Druck verpreßt werden müssten, um Blasenbildung zu vermeiden.

Thermoplasten würden bei höheren Temperaturen weich und fließen in die Form und müssten danach durch Abkühlung „gehärtet“ werden. Das Pendant zur Kunstharzpresse sei die Spritzgußmaschine, die aus Thermoplastgranulat fertig-geformte und verwendungsfähige Spritzgußteile fertige. Des weiteren beschrieb Laeis Kalander und Extruder, wobei Kalander mit drei oder vier beheizten Walzen Folien herstellten (die auch paketweise gestapelt zu Platten abgepreßt werden können). Extruder oder Schneckenpressen arbeiteten einem Fleischwolf ähnlich und fertigten Endlos-Stäbe, -Profile und -Rohre und, bei Verwendung einer Breitschlitzdüse, Tafeln oder Platten. Thermoplastische Massen könnten auch thermisch nachverformt werden. Dies mache man sich zunutze beim Vakuum-Tiefziehen und beim Hohlkörperblasen von Tafeln und Platten..

Beim Vakuum-Tiefziehen würden Platten durch Ultrarotbestrahlung plastifiziert und durch Anwendung von Vakuum in die Form geformt. So werden z.B. auf großen Tiefziehmaschinen große Teile wie Kühlschrankeinsätze erzeugt. Beim Hohlblasen ginge man von Schläuchen aus, die aus einem Extruder nach unten gefördert würden und dort in zwei Formhälften durch Druckluft in Hohlbehälter geformt würden.

Weiterverarbeitungsmöglichkeiten wie spanabhebende Verfahren (sägen, fräsen, bohren) und übliche Verbindungstechniken seien ebenso möglich; auch Kleben.

In der folgenden Übersichtstabelle werden typische Kunststoff-Anwendungen am Bau und die zur Herstellung benutzten Kunststoffe  wiedergegeben:

Typische Unterschiede im Verhalten von Kunststoffen gegenüber anderen Werkstoffen beschrieb Laeis, um Möglichkeiten und Grenzen von Kunststoffen am Bau zu verdeutlichen.

Als Vorteile beschrieb er: geringes Gewicht, gutes Dämpfungsverhalten, gute elektrische und thermische Isolation, hohe Korrosionsbeständigkeit, leichte und dauerhafte Einfärbbarkeit, Transparenz, einfache Formgebung und günstige Preise (insbesondere in Anbetracht des niedrigen spezifischen Gewichts).

Als Nachteile beschrieb er: Geringe Festigkeit, hohe Temperaturabhängigkeit verschiedener Eigenschaften, höhere Wärmedehnung, begrenzte Wärmebeständigkeit und zuweilen nicht ausreichende Oberflächenhärte.

Zu den Festigkeitswerten (Abb. 1) führte Laeis aus, dass der sogenannte Hooksche Bereich (Bereich der Proportionalität zwischen Zugbeanspruchung und Dehnung) nur kurz ausgebildet sei und dass bei höherer Temperatur die Zug-Dehnungskurven flacher verliefen. Dies sei alles ein Hinweis auf geringere Festigkeit, und ihre E-Moduli reichen höchstens an Aluminium oder Silber heran. Kein Mensch würde jemals auf die Idee kommen, einen tragenden Stahlträger durch einen aus Kunststoff zu ersetzen.

Kunststoffe hätten im vergleich zu Metallen eine 4-5fach höhere, zum teil auch 10- bis 20fache lineare Wärmedehnung (Abb.3) als Metalle; dies müsse der Konstrukteur berücksichtigen.

Die geringe Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffe (fehlende Packungsdichte im vergleich zu Metallen und keine frei beweglichen Elektronen im Gitter) zähle man eher zu den Vorteilen (Abb. 4). Ganze Größenordnungen liegen zwischen beiden Materialklassen. Schäume haben besonders hohe Isolationswerte, weswegen sie besonders gute Wärme- oder Kälteisolatoren gelten. Unbewegte Luft in den Poren der Schäume verbessert nochmals die Isolatoreigenschaft der Schäume.

Brandverhalten: Als kohlenstoff-haltige Materialien seien Kunststoffe von Natur aus nicht völlig unbrennbar. DIN 4102 beschreibt die „Widerstandsfähigkeit von Baustoffen und Bauteilen gegen Feuer und Wärme“ und definiert „brennbar, schwer entflammbar und nicht brennbar“. Prüfungen hierzu würden in Brandschächten mit lebhaftem Feuer aus Gasflammen an Bauteilen durchgeführt werden. Dabei würde auch die „Durchlässigkeit“ der Flammen durch das Bauteil in einen Nebenraum geprüft. F 30 und F 60 (30 bzw. 60 min Feuerfestigkeit) gelten als feuerhemmend und F 90 und F 120 als feuerbeständig, F 180 als hochfeuerbeständig.

Im Vergleich zu feuerfest-ausgerüstetem Holzteilen müssen Kunststoffteile ebenso flammgeschützt ausgerüstet sein.

Bei den Brandschachtversuchen hatte sich gezeigt, dass thermoplastische Kunststoffplatten im Brandfalle eher abschmelzen (abtropfen) als abbrennen und somit paradoxer Weise zur Unterbrechung der Feuerleitfähigkeit im Sinne erhöhter Brandsicherheit beitragen.

Mit diesen Darstellungen habe der Autor versucht, den Baufachleuten Möglichkeiten und Grenzen von Kunststoffen am Bau aufzuweisen. In den folgenden Aufsätzen möge das Interesse an den Kunststoffanwendungen am Bau weiter geweckt werden.

Kunststoffe im Möbelbau

Hierzu berichtete Innenarchitekt Max Mayer ausführlich und begann mit der Frage, warum eigentlich keine Möbel ganz aus Kunststoff angeboten werden, wo es doch schon ganze Häuser aus Kunststoff gäbe.

Vom Kunststoffhaus wusste man, dass es preislich und gestalterisch vom Normalen noch weit  entfernt sei; bei den Möbeln sind es letztlich die möglichen Herstellverfahren (Spritzgießen, Pressen und Tiefziehen), die Materialeigenschaften und letztlich die gefühlsmäßigen Widerstände gegen Kunststoff-Möbel im Wohnzimmer, die preislich, verfahrenstechnisch und emotional die Grenzen setzen.

Neben den Kunststoff-basierten Lacken und Farben, die 1964 bereits in weitem Umfang Verwendung (und heute noch) fanden, waren es besonders die dekorativen Schichtpreßstoffe (bei Dynamit Nobel AG: ULTRAPAS), die Eingang in die Möbelfertigung gefunden hatten.

Kern und Dekorschicht aus harz-imprägnierten Papierbahnen bilden die Platten, die im Möbel- und Türenbau verwendet werden. Die Innenlagen werden mit elastischem Phenolharz beschichtet, und die Dekorschicht mit Melaminharz, das eine glasklare harte Oberfläche bildet. Die Unterbahn wird gleicher-

maßen mit Melaminharz getränkt, um keine Spannungsverhältnisse aufgrund einer Asymmetrie entstehen zu lassen. Die Verpressung erfolge in der Hitze bei 120 bar. Die Unterseite würde produktionsseitig noch aufgeraut, um eine optimale Verklebung zu gewährleisten. Einen neuen Weg habe die DN mit nicht-unifarbenen CC-Platten beschritten, die eine rasterartige Ton-in-Ton-Farbgebung zeige.

Heute würden auch in Ergänzung zu den duroplastischen dekorativen Schichtpreßstoffplatten dickere PVC-Möbelfolien angeboten für in der Hauptsache senkrechte Küchenmöbelflachen. Es würden auch Schrankwände für Wohn- und Schlafzimmer innen und außen mit Möbelfolie beschichtet hergestellt und angeboten .Dabei würden die Folien mit eigens entwickelten Folienemulsionsleimen unter Druck und Wärme verleimt. Für Bastelarbeiten würden selbstklebende Weich-Folien in der Dicke von 0,2 mm angeboten.

Eine dickere Qualität (1,3 mm) wird von DN als Tisch- und Türbelag unter dem Namen Mipolam angeboten. Außerdem gäbe es noch eine große Menge Kleinteile und Beschläge aus Kunststoff und auch Profile als Tischumleimer und Kantenschutz.

Als Schubladeneinsätze werden tiefgezogene Teile aus Polystyrol gefertigt. Küchenmöbel mit Verwendung von viel Kunststoff seien heutzutage Standardserien wie Kühlschränke oder Automodelle geworden. Dies sei natürlich nicht in erster Linie ein Erfolg der Kunststoffe; die Kunststoffe aber hätten diesen Erfolg erst ermöglicht.

Fensterbau mit Kunststoffen

Diese Thematik behandelte Dipl.-Ing Reinhold Frenz. Er beschrieb Planung und Ausführung technischer und künstlerischer Arbeiten immer an der Erfüllung möglichst vieler menschlicher Bedürfnisse orientiert. Kühnheit in Verbindung mit Werkstoffbeherrschung sei unabdingbare Voraussetzung für ein erfolgreiches Gelingen Die Anwendung von Kunststoffen am Bau wärei schon seit den 20iger Jahren des 20. Jahrhunderts gegeben wie damals die dekorativen Platten auf Basis von Phenol- und Melaminmassen, Teile für die Elektroinstallation und in den 30iger Jahren Fußbodenbeläge und Rohre aus Polyvinylchlorid, PVC.

Die mit den Kunststoffen gemachten guten Erfahrungen hätten Chemie und Technik nach dem 2. Weltkrieg ermutigt, sie für die veränderten neuen Lebens- und Arbeitsbedingungen zu nutzen. Die ersten Kunststoffenster in der Kombination von Weich-PVC und Stahlkern wurden im Jahre 1954 (Mipolam-Elastic-Fenster) von der damaligen Dynamit AG, Troisdorf, entwickelt. Für die Fertigung und den Einsatz dieser Mipolam-Elastic-Profile mussten Maßtoleranzen, konstruktive Verbindungen (wie z.B. Eckverbinder), Standfestigkeit, Einflüsse von Temperatur-schwankungen, das atmosphärische Verhalten und vieles mehr materialbedingt aufeinander abgestimmt werden. Außerdem mussten die Arbeitsschritte für die Fensterfertigung rationell entwickelt werden, um eine hohe Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Schließlich sollte auch die Dichtigkeit gegenüber Temperaturen und Schall im Vergleich den bisherigen Fensterkonstruktionen aus Holz, Stahl oder Aluminium verbessert werden, um einen echten Fortschritt zu sichern. Daß diese Vorzüge erreicht werden konnten, beweise der steigende Einsatz von Kunststoffenstern in den letzten 10 Jahren. Mit diesen Kunststoffprofilen von DN wurden bis 1963 Arbeiten im Werte von 42 Millionen DM ausgeführt.

Durch diese Erfolge ermutigt, folgten dann weitere Versuche, Fenster mit Kunststoffen zu erarbeiten, z.B. auf der Basis von glasfaserverstärktem Polyester und Hart-PVC.

Seracron, KWE-Fiberglas, ASK-Kunststoff, HE-DO, Albrecht und Polyesterprofilfenster der Fa. Grillo. Die Herstellung erfolge in der Regel durch Formen oder Pressen. Erforderliches Abdichten gegen Witterungseinflüsse würde zusätzlich durch aufgebrachte Weichdichtungen erreicht. Die Herstellung „endloser“ Profile ist auf diese Weíse nicht möglich.

Einige weitere Hersteller befassen sich in jüngster Zeit auch mit der Entwicklung und Herstellung von Fenstern aus Hart-PVC, die je nach Größe mit und ohne Trägerkern gefertigt werden könnten (z.B. Lahn_Kunststoff-, Awedo-, Polycella-, Ganzplastic-, Dorn-, Lipp- und Mipodur-Fenster).

Neben den erwähnten beiden Kunststoffenstersystemen seien außerdem noch Entwicklungen in der Kombination von Beschichtungen auf Holz bekannt geworden (Diapal-, Heifroli-, Woodplast-, Monza-Plast- und Metra-Plast-Fenster). Dabei bestünde die Beschichtung teils aus Weich-PVC, teils aus Hart-PVC.

Die Wahl der Fensterkonstruktion –ob aus Holz oder Kunststoffen- habe auch entscheidenden Einfluß auf die Heizkosten sowie die Schalldämmung. Große Fenster verlangten wegen der Reinigung auch große bewegliche Flügel. Diese hätten zwangsläufig einen langen umlaufenden Luftspalt, der je nach Ausführung der Elemente, Undichtigkeit und Zugluft verursachen könne. Der von staatlichen Materialprüfungsämtern ermittelte Luftdurchlässigkeitskennwert a betrüge nach der DIN 4701 für Weich-PVC-Fenster mit Stahlkern 0,16 Nm³/mh. Der Wert a für Holzfenster sei 3 bis 4,5, der für Metallfenster 1,2 bis 1,5.

 

Abb.2: Schiffsverladestelle „Frisia“, Norddeich-Mole

Auch die Wärmedurchgangszahl für Kunststoffenster, System Mipolam-Elastic plus Stahl, liege mit k= 2,4 kcal/m²/h°C sehr günstig. Niedrige Außentemperaturen führten daher auch nicht zum Abplatzen des Putzes und schlössen Vereisungen der Profile aus. Insgesamt könne man folgern, dass der Gesamtwärmeverlust bei einem einfach verglasten Kunststoffenster noch geringer sei als bei einem doppelt verglasten Holz- oder Metallfenster.

Eine weitere sehr berechtigte Anforderung infolge des ständig wachsenden Außenlärms sei eine gute Schalldämmung der Bauelemente.

Nach DIN 4109 ergäben sich folgende vergleichbare Schalldämmwerte 

  • für Einfachfenster ohne zusätzliche Dichtung 15 dB
  • mit guter, in der Regel Kunststoffdichtung 25 dB
  • Kastendoppelfenster 30 dB
  • Mipolam-Elastic-Fenster 31 dB.

 

Ausbildung und Verarbeitung

Im folgenden solle auf die Verarbeitung von Mipolam-Elastic-Fenster eingegangen werden, auch weil diese Technik ziemlich ausgereift gelte.

Für den Zusammenbau von Fenstern und Fensterrahmen stünden Profile mit entweder quadratischen oder rechteckigen Trägerrohr-Querschnitten in den Abmessungen 20x20x1,5 bis 30x5x2 mm sowie verschiednen Verglasungs- und Wasserschenkelprofile zur Verfügung. Letztere würden in der Regel trägerlos zum Anfügen an die Hauptprofile angeordnet.

Die genormten Stahlprofile würden fabrikseitig vollwandig mit Weich-PVC-Profilen überzogen. Eckverbindungen oder sonstige Anschlussstellen würde man mit eingeschobenen U-förmigen Stahlverbindern in Winkel- oder T-Form unter Verwendung kaltaushärten- der Zweikomponentenkleber verbinden. Derartige Verklebungen seien aus dem Flugzeug- und Brückenbau bekannt, erprobt und bewährt.

Abb. 3: Ev. Krankenhaus Mülheim/Ruhr

Die Weich-PVC-Ummantelungen würden stumpf verschweißt mittels einer eigens für diesen Zweck entwickelten und patentierten, vollautomatisch arbeitenden Universal-Schweißmaschine. Diese Methode füge die Verbindung stumpf zusammen derart, dass optisch keine Nähte sichtbar seien. Der Kunststoffmantel um das Stahlprofil herum sei damit homogen geschlossen; eine Korrosion des Stahls sei damit ausgeschlossen.

Die einzusetzenden Isolierglasscheiben werden traditionell wie bei einem Metallfenster in ein alterungsbeständiges, dauerplastisches Material eingebettet. Nachdem die Scheiben nach der üblichen Art verklotzt worden seien, würden sie zusätzlich durch Weich-PVC-Verglasungsprofile befestigt.

 

Wartung und Reinigung

Aufgrund der Werkstoffeigenschaft des Kunststoffs bleibe eine Nachbehandlung der praktisch porenlosen Oberfläche unnötig, ein weiterer „rechenbarer“ Vorteil der Kunststoffenster -neben der Heizkostenersparnis. Eine evtl. Reinigung in einer stark von Ruß verseuchten Luft erfolge mit den gleichen Mitteln, wie sie für das Säubern der Glasscheiben benutzt werden.

Beschläge

Die Auswahl der Beschläge spiele bei allen Fenstern, so auch bei den Kunststoffenstern eine mitbestimmende Rolle für die Güte der Gesamtkonstruktion, zumal sie bis zu 40 % der Gesamtherstellkosten des Fensters ausmachen könne. Eine eingehende Beratung erscheine wichtig, wie auch die für die Verglasungsart vor dem Baubeginn.

Anwendungsbeispiele

Die besonderen Eigenschaften der Kunststoffenster seien noch einmal kurz zusammengefasst: Alterungsbeständigkeit, keine Nachbehandlung, Poren- und Fugenlosigkeit, sehr gute Isolierfähigkeit gegen Temperaturen und Schall, Beständigkeit gegen atmosphärische Verunreinigungen. Daher empfehlen sich Kunststoffenster nicht nur für werkstoffanfälligen Industrie- und Seeküstenbau, sondern auch im Krankenhaus-, Schul- und Verwaltungsbau, dort fänden sie wegen der optimalen technischen und wirtschaftlichen Vorzüge Einsatz und stetig wachsendes Interesse. Großflächige Elemente würden gern im Kaufhausbau eingesetzt.

Baukünstlerisches Gestalten

Wer Bauten entwerfe, gestalte vornehmlich künstlerisch. Hierzu gehöre die Formgebung; sir muß sich bis ins Detail innen und außen fortsetzen und ergänzen. Das Fenster müsse also den Gesamteindruck des Gebäudes unterstützen; dies können die Kunststoffenster insbesondere wegen ihrer Feingliedrigkeit besonders gut.

Vom dekorativ Farblichen seien theoretisch kaum Grenzen gesetzt.

Der Kunststoff käme in den Fensterprofilen nicht nur der Technik, Wirtschaftlichkeit und Rationalisierung, sondern ebenso der heutigen Gestaltung im und am Bauwerk mit seinen vielseitigen und optimalen Eigenschaften entgegen.

Hersteller von Fensterprofilen bzw. Fenstern aus Kunststoff

Roplasto-Rolladen

Bauingenieur Barainsky von der Firma Dyna-Plastic-Werk GmbH, Bergisch-Gladbach, an der die Dynamit Nobel AG seit 1959 mit 50 % beteiligt war, beschrieb diese Produktgruppe. (Roplasto war das eingetragene Warenzeichen der Firma Dyna-Plastic-Werk GmbH.)

Vor über 10 Jahren (mithin vor 1954) sei die Herstellung von Kunststoff-Rolladen –zuerst in Italien- in größerem Maßstab aufgenommen worden. Seitdem habe sich dort, wie auch bei uns, die Gebrauchsfähigkeit der PVC-Rolladen tausendfach bewährt. Barainsky nimmt an, dass in vielen Gebieten der Bundesrepublik heute etwa 65 % aller neumontierten Rolladen solche aus Kunststoff seien.

Wenn ein Bauelement durch Jahre hindurch eine derartige ständige Zunahme seiner Anwendung erfahren habe, so können dies nicht nur eine Mode sein; es sei vielmehr ein Zeichen dafür, dass sich dem Kunststoff hier ein Anwendungsgebiet erschlossen habe, in dem seine speziellen Eigenschaften vorteilhaft zur Geltung brächte.

Voraussetzung dafür seien aber natürlich:

  1. Auswahl des bestgeeigneten Werkstoffes,
  2. zweckmäßige Konstruktion,
  3. fachgerechte Verarbeitung.

 

Die Erfüllung dieser Forderungen sei am Anfang keineswegs einfach gewesen. Zwar sei es von Anfang an klar gewesen, dass als Rohstoff praktisch nur weichmacherfreies Polyvinylchlorid in Frage gekommen sei, aber die Auswahl der richtigen Zusatzstoffe habe viel Arbeit, Zeit und Geld gekostet.

Es folgen nun Angaben zum Verhalten gegen Chemikalien, Richtwerte bei 20 °C:

Schwache und starke Säuren
Schwache und starke Alkalien
Salzlösungen
Alkohole
Benzol
Treibstoffgemisch
Mineralöl

beständig
beständig
beständig
beständig
unbeständig
unbeständig
beständig

Einige physikalische Werte von weichmacherfreiem PVC, 20 °C:

Spezifisches Gewicht
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
Elastizitätsmodul
Verformungstemperatur
Brennbarkeit

1,4 kg/dm³
> 500 kg/cm³
> 10 %
30 000 kg/cm³
etwa 130 °C
erlischt

Wasseraufnahme nach viertägiger Wasserlagerung (DIN 53 472) unter 1 %.

Für die praktische Anwendung des Rolladens ergeben sich aber für den Kunststoff PVC-hart besondere Beurteilungskriterien, die die Überlegenheit des Kunststoffes zeigen.

Eigenschaften aus der praktischen Nutzung

Merkmale

Holz

Metall

Kunststoff PVC-hart

Brennbarkeit

*

**

**

Korrosion, Fäulnis

*

*

**

Schädlinge

*

*

**

Wetterbeständigkt

*

*

**

* = schlechte Eigenschaft

** = gute Eigenschaft

Merkmale

Holz

Metall

Kunststoff PVC-hart

Imprägnieren,

*

**

**

Streichen

Lackieren

*

*

**

Ölen, Fetten

*

*

**

* = erforderlich

** = nicht erforderlich

Das Material PVC-hart sei geradezu prädestiniert für diese Außenanwendungen und gäbe dem daraus gefertigten Rolladen entscheidende Vorteile gegenüber dem aus anderen Materialien.

Es war von Anfang an naheliegend, die Konstruktion des Holz-Rolladens auch für den Kunststoff-Rolladen anzuwenden.

Die nach DIN 18076 genormten Holzleisten würden beim Holz-Rolladen durch metallische Glieder oder Ketten miteinander verbunden. Dabei würde das in seiner Grundform rechteckige Profil mit Schlitzen und Bohrungen versehen, um die Verbindungselemente aufzunehmen. Diese Konstruktionsweise sei auch auf Kunststoff-Rolladen übertragen worden, so dass heute Kettenrolladen aus Kunststoff weit verbreitet seien.

Um Lichteinfall und Luftwechsel zu ermöglichen, habe die leistenverbindende und leistentragende Kette so viel Spiel, dass in der Phase des Hochziehens des Rolladens ein diesem Zweck dienender Abstand zwischen den einzelnen Rolladenleisten entstünde, wie in der obigen Abb. 5 zu erkennen sei.

Gleichzeitig veranschauliche diese Abbildung aber auch, dass an diesen Verbindungsstellen durch die notwendige Bohrung eine erhebliche Schwächung des Leistenquerschnittes und somit der ganzen Leiste erfolge. Auch entstünden bei manchen Formen mit Ketten und Stahldraht relativ geringen Durchmessers an den Verbindungsstellen von Leiste und Kette bereits bei geringer Belastung erhebliche Punktlasten. Es sei ferner nachteilig, dass Regenwasser durch die Bohrungen in das Innere der Rolladenleisten dringe, was zur Korrosion von Kette und Draht führen könne.

Es habe daher nicht an Versuchen gefehlt, die bestehenden Mängel dieser Konstruktion beim Kunststoff-Rolladen zu beheben. Zum einen wurde eine konstruktive und werkstoffmäßige Abwandlung von Leiste und Kette, was sich in einer Fülle von einzelnen Gebrauchsmuster- und Patent-anmeldungen zum Ausdruck käme. Der andere Weg führe zu einem Rolladen, der nur aus Kunststoff bestünde. Dieser sei so ausgebildet, dass die einzelnen Kunststoffleisten unmittelbar ineinandergreifen. Dieser Typ sei als Einschub- oder Steg-Rolladen bekannt.

Mittlerweile habe heute diese Type den entscheidenden Marktanteil erobert.Der Grundtyp, dessen Fabrikation und schutzrechtliche Sicherung bereits vor mehr als 10 Jahren angelaufen sei, werde inzwischen in den meisten europäischen Ländern und vielen außereuropäischen Ländern eingesetzt.

Er vereinige eine Menge von Vorzügen in sich und gelte auch gegenüber später entwickelten Varianten heute noch als optimale Lösung.

In der obigen Abb. 6 sei die Konstruktion des Roplasto-Kunststoff-Rolladens, DBP angemeldet, DAS 1 145 342, wiedergegeben, der sich zum meistverkauften Rolladen der Welt entwickeln konnte.

Es sei ohne weiteres klar, dass dieser Kunststoff-Rolladen nicht nur regendicht, sondern auch im geschlossenen Zustand auch luftdicht sei.

Der Verbindungssteg sei mit einer Lochung versehen, wodurch Belichtuns- und Lüftungsmöglichkeiten gegeben seien. Anstatt vieler Kettenzüge biete Roplasto mit seiner beidseitig tragenden Doppelhaken-Konstruktion die störungsfreie Sicherheit in der Funktion.

Diese Roplasto-Konstruktion erlaube zudem, im Inneren bei Bedarf metallische Verstärkungselemente einzuführen, wobei Regenwasser kein Zugang zum Profil fände und somit keine Korrosion stattfinden könne.

Weiterhin werde deutlich, dass das hakenförmige Ineinandergreifen der Leisten über ihre ganze Länge hinweg eine große Gesamtbelastung zulasse. Dies sei in geringem Maße schon der Fall bei den Stegprofilen, die nur mit einseitigen Haken ineinandergriffen. Optimal werde die Gesamtbelastbarkeit erst dann, wenn es sich, wie bei Roplasto, um ein zweiseitiges Ineinandergreifen handele. Die Festigkeit der Leistenverbindung liege wesentlich höher als bei den handelsüblich verwendeten metallischen Kettenverbindungen.

Für den Erfolg des Kunststoff-Rolladens sei schließlich noch als dritter Punkt –neben Material und Konstruktion- die fachgerechte Verarbeitung von Bedeutung. Diese fachgerechte Verarbeitung betreffe sowohl die Herstellung der Leisten und deren Konfektionierung zu den sogenannten Rolladenpanzern als auch deren Einbau in das Bauwerk.

Die Herstellung der Leisten erfolge ausschließlich auf Schneckenpressen, bei denen unter Temperatur- Druckeinwirkung der Rohstoff erweiche und durch Mundstücke bzw. Düsen zu einem kontinuierlich laufenden Strang zum jeweils gewünschten Profil verformt wird. Der nach dem Verlassen des Mundstücks noch weiche, u.U. bis zu 200 °C warme Profilstrang werde mittels eines sogenannten Kalibers in Form gehalten, bis er genügend erkaltet (und damit erhärtet) sei. Um eine hohe Qualität zu gewährleisten habe Roplasto werkseigene Normen entwickelt, nach denen die werksinterne unabhängige Kontrollabteilung die Produkte prüfe. Im Gesamtverband der kunststoffverarbeitenden Industrie arbeite man an Güterichtlinien und Testmethoden für Rolladenleisten, um immer und überall eine hohe Qualität zu gewährleisten.

Die gleiche Sorgfalt habe beim Konfektionieren der Rolladenpanzer zu walten. Dabei komme es darauf an, die von der jeweiligen Fenstergröße bestimmten Maße genau zuzuschneiden. Dann müssen die Rolladenpanzer mit der sogenannten Gurtleiste, die zur Befestigung des Rolladens an der Aufwickelwalze dient, und der Abschlußleiste mit Anschlagwinkeln komplettiert werden. Die Konfektionierung der Rolladenleisten zu Rolladenpanzern erfolgt zum größten Teil durch betrieb des Rolladen-Handwerks. Schließlich gelange der Rolladen an der Baustelle zum endgültigen Einbau, der fast immer durch Betriebe des Rolladen-Handwerks durchgeführt würden. Bei extremen Einbauweiten werde eine metallische Verstärkung in den Leisten notwendig. Ferner sei wegen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 0,06 mm/m°C eine genügende Tiefe der seitlich verlaufenden Rolladennuten vorzusehen.

Der Rolladen komme als fertiges Produkt an die Baustelle; eine Nachbehandlung wie Streichen oder Lackieren sei nicht mehr erforderlich.

Wenn all diese gütesichernden Punkte berücksichtigt würden, seien keine Rückschläge zu erwarten; vielmehr sei dann der Kunststoff-Rolladen ein Bauelement, das sich ständig neu bewähren würde und das für die Erhaltung seiner Funktion und seines Aussehens nur eines Minimums an Pflege bedürfe.

Anmerkung des Bearbeiters: Von der Energieeinsparung von Rolladen wurde in diesem Aufsatz nicht gesprochen. Zwei Wirkweisen tragen zur Energieeinsparung bei: Zum einen die reine statische Isolationswirkung des luftdicht-geschlossenen Rolladens aufgrund seiner guten thermischen Isolationswirkung -und zum anderen: Die windabweisende Wirkung  des meist mit dem Außenmauerwerk bündig angebrachten geschlossenen Rolladens vor der Fensterhöhlung verhindert zusätzlich den dynamischen Wärmeabtransport durch vorbeistreifenden Wind nach außen.

Man sagt, dass angesichts der Leichtgewichtigkeit eines PVC-Rolladen üblicherweise  im ersten Jahr seiner Installation bereits die gesamte Primärenergie seiner Erzeugung durch seine thermische Isolationsleistung am Haus eingespart würde.

 

Mipolam-Fußbodenbelag für Turnhallen, Doppelböden und OP-Säle

Dipl.-Ing. Hans Schaefer beschreibt diese Spezialthema für die bewährten Mipolam-Bodenbeläge:

PVC-Bodenbeläge in Turnhallen

Moderne Turnhallen seien mit einem Schwingbodensystem ausgestattet, an das wegen der sportlichen Betätigung hohe Anforderungen hinsichtlich der Elastizität, der Bruchsicherheit, einer gleichmäßigen Schwingfestigkeit und geringer Bauhöhe gestellt würden. Der Fußbodenbelag müsse außerdem glatt und eben, gleit- und trittsicher und möglichst fugenlos sein. Eine gewisse Wärme- und Schalldämmung würde ebenso gewünscht – und bei der Unterhaltung sollten keine allzu großen Kosten anfallen, wobei auch die mögliche Ausbesserung kleiner Schäden komplikationslos möglich sein sollte. All diese Forderungen erfülle der homogene PVC-Bodenbelag Mipolam.

  1. Die meisten Schwingbodensysteme seinen Holzkonstruktionen mit einem Blindboden, jeweils vom holzverarbeitendem Betrieb verlegt. Auf den Blindboden baue dann die Fachverlegerfirma des PVC-Bodenbelags die weitere Konstruktion des Oberbodens auf, wie ein Sparblindboden oder ein Nut- und Federboden (mit Hartfaser- oder Holzspanplatten).
  2. Jede Feuchtigkeit müsse von der Schwingbodenkonstruktion ferngehalten werden. Daher sei eine ausreichende Isolierung notwendig.
  3. Unter dem PVC-Belag sollte als Druckverteilerplatte  6 mm starke Hartfaserplatten oder 10 bis 20 mm starke Holzspanplatten eingebaut werden. Ebenso sei ein Kunststoff-Spachtelboden möglich. Die Hartfaserplatten würden nach der Verlegung abgeschliffen und gespachtelt.
  4. Für das Aufkleben des PVC-Belags auf die Druckverteilerplatte sollten nut Neopren-Kleber verwendet werden. Dabei soll nach den Vorschriften des Kleber-Herstellers vorgegangen werden.
  5. Wegen der hohen mechanischen Beanspruchung sind Platten oder Fliesen Bahnen vorzuziehen, (Lieferformate: 500 x 500 mm bzw. 500 x 1500 mm bei 3 mm Stärke). Durch Platten würde auch eine ausgeprägte Richtung vermieden, die den Sportler irritieren könnte. Das für die Verlegung vorgesehene Material solle ein Tag lang im Raum bei 18 °C ausgelegt werden, um evtl. Stapelspannungen auszugleichen.
  6. Alle Tafeln oder Fliesen werden in der bewährten Weise verschweißt. Die Kanten müssten V-förmig angeschrägt sein. Die Farbstellung des 5mm-Schweißdrahts richte sich nach der Grundfarbe des Bodenbelags; starke Kontraste seien zu vermeiden. Nach Erkalten würde der Schweißdraht in zwei Arbeitsgängen abgestoßen: zuerst bleibe 1 mm Überstand, der nach Entspannen plan abgestoßen würde. 
  7. Die Spielfeldmarkierungen würden nachträglich in den fertig verlegten und verschweißten Belag eingelassen. Das Material für die Markierungen würde in besonders zugeschnittenen Streifen von 2 mm Stärke geliefert. Das Ausfräsen erfolge mit einer Fugenfräse.
  8. Die gesamte Konstruktion müsse auf allen Seiten einen Wandabstand von 4 mm haben, um Temperatur- und bedingte Längenschwankungen des ganzen Bodens ausgleichen zu können. Schlitze in der Sockelleiste (75 cm²/lfd. m) müssen die Belüftung des Unterbodens gewährleisten.
  9. Die Erst- wie auch die laufende Reinigung solle nur mit Wasser und Schmierseifenkonzentrat durchgeführt werden. Dies erhalte die seidenmatte Oberfläche. Hochwertige PVC-Bodenbeläge bedürften sonst keiner weiteren Pflege. Diese Reinigungsmethode sei sehr wirtschaftlich und spare erhebliche Kosten bei der Gebäudereinigung.

PVC-Bodenbelag bei Doppelbodenkonstruktionen

Rechenzentren, Fernsprechzentren und Flugsicherungszentralen, Prozess-Steuerungszentralen in Produktionsbetrieben etc. hätten heute Doppelböden, bei denen die Versorgungsebene unter die Produktionsebene gelegt sei. Das habe den Vorteil, dass Versorgungsleitungen und Entlüftungsanlagen und damit auch der Standort der Maschinen schnell geändert werden könne. Auch hier müsse der Bodenbelag einen niedrigen Abrieb und eine gute Eindrucksfestigkeit haben, wie auch elektrische Isolierfähigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Außerdem solle er geringe Anforderungen an die Pflege stellen. Der Mipolam-Fußbodenbelag habe sich auch für dieses Anwendungsgebiet ausgezeichnet bewährt.

Die Konstruktion der bekannten Doppelbodensysteme ist auf einem Rastersystem von 750 x 750 mm aufgebaut. Sie bestehen aus einem verzinkten Stahlskelett mit justierbaren Stützen (um Bodenunebenheiten ausgleichen zu können) und lose eingelegten T- bzw. Kastenprofilen.

Die Platten bestünden aus spezialverleimten Sperrholzplatten und dem 2 mm-PVC-Belag. Sie seien mit der Unterkonstruktion mit Schraubverschlüssen an den vier Ecken oder Schraublaschen oder einem Zentralverschluß verbunden. Zum Einlagen und Herausnehmen würde ein Saugheber benutzt werden.

Für die verschiedenen Einsatzgebiete sei eine Vielzahl von Spezialzubehör entwickelt worden:

  1. Gewindemuffen für Bodenöffnungen
  2. Steckdosentöpfe
  3. Profilträger für Kabelkanäle
  4. Abschottungsplatten zwischen den Stützen des Stahlrasters zur Luftführung

 

Die Tragfähigkeit betrage 1000kg/m² und könne somit auch komplexe schwere Anlagen tragen.

Für diese Art von Doppelböden würden Bodenelemente in den Fixmaßen 750 x 750 mm geliefert Sie würden lose auf die Unterkonstruktion aufgelegt.  Die sonst übliche Verschweißung entfalle hier.

OP-Säle

Polyvinylchlorid als Kunststoff zeichne sich durch eine gute elektrische Isolierfähigkeit aus. Dies könne im Falle des Bodenbelags eine elektrostatische Aufladung begünstigen. Sofern man den Wert von 10hoch 6 als Ableitwiderstand nach DIN 53 596 nicht überschreite, bestünden keinerlei bedenken. Bei Mipolam-Fußbodenbelag liegen die Werte über 10hoch10 Ohm sowohl für den 2-mm- wie auch für den 3-mm-Belag.

In explosionsgefährdeten Räumen, zu denen auch OP-Räume zählten, sei ein Fußbodenbelag mit den normalen Ableitwiderständen nicht vertretbar. Die Ätherdämpfe könnten bei der Entladung eines einzigen Funkens, der durch elektrostatische Aufladung entstehen könne, zur Explosion gebracht werden. Aus diesem Grund habe man einen sogenannten leitfähigen PVC-Bodenbelag entwickelt.

DIN 51953 regele diesen Anwendungsfall und schreibe einen Ableitwiderstand von 10hoch 6 Ohm vor. Sicherheitshalber lege man die obere Grenze bei 5 x 10hoch4 Ohm fest.

Der leitfähige Mipolam-Fußbodenbelag werde durch Zumischung von (leitfähigem) Ruß im geforderten Umfang leitfähig gemacht. Durch eingestreute Farbpartikel würde die Musterung des Bodenbelag beibehalten. Der leitfähige Belag würde von Dynamit Nobel in Platten von 500 x 1500 mm in 3 mm Stärke geliefert.

Für die Verlegung wird eine PE-Unterfolie mit 0,2 mm Stärke empfohlen, die an den Mauerseiten mindestens 10 mm hochgezogen werden müsse. Dadurch entstünde eine isolierende Wanne. Der Untergrund würde vorher plan abgespachelt werden.

Auf dem Estrich wird ein Leitungsnetz aus Messing- oder Kupferbändern, etwa 10 x 0,1 mm, ausgelegt. Die Auslegung erfolgt durch eine dreiseitige Ringleitung mit etwa 25 cm Wandabstand und Bändern auf 500 mm bzw. 1500 mm Abstand, so dass die Erdung jeder Tafel gewährleistet ist. Alle Anschlußpunkte werden verklebt. Anschließend ist die Kupferbandleitung an geeigneter Stelle –möglichst an einem Eckstoß, bei größeren Räumen an zwei Stößen- mit einer separaten Erdleitung durch Verlöten einwandfrei zu verbinden. Die Erdung solle nicht durch Anschluß an eine Wasserleitung, sondern über einen Buntmetallstab mit etwa 10 bis 20 mm Stärke außerhalb des Gebäudes über das Erdreich durch Anschluß an das Grundwasser erfolgen.

Die Verlegung der Fliesen könne mit einem gebräuchlichen Neoprenkleber erfolgen. Dieser wird durch Beimischung von 10% Corax-L-Pulver elektrisch leitend gemacht.

Leitfähiger Belag solle nicht durch Pflegemittel wie Wachse behandelt werden. Diese würden einen isolierenden Film hinterlassen. Die Reinigung solle daher mit Wasser und Seifenlösung erfolgen. 

Die Prüfung des Ableitwiderstands erfolge nach der Verlegung. Über die Prüfergebnisse sei ein Protokollblatt zu erstellen. Prüfstelle sei z.B. der VDE. Die Kontrolle der Prüfwerte müsse der Hausbesitzer alle zwei Jahre durchführen.

Sind vom Auftraggeber die Werte des Ableitwiderstandes wegen der elektrischen Schockwirkung nach unten abgegrenzt, so muß nachträglich ein entsprechender Widerstand in die Erdleitung eingeschaltet werden.

Kunststoffe auf dem Dach

Dipl.-Ing. Karl Haage berichtet über diesen Themenfeld: 

In den letzten Jahrzehnten habe sich die Entwicklung auf das Flachdach konzentriert. Dabei sind bei bewährten Baustoffen Probleme aufgetreten, die teilweise auf die hohe Luftverschmutzung zurück zu führen waren. Es lag daher nahe, Kunststoffe, die sich in anderen gebieten des Baus bewährt hatten, auch für die Behebung dieser Schwierigkeiten zu erproben, und zwar: 

  • als wasserdichte Dacheindeckung
  • als Dachrinnen
  • und als Dachschindeln.

 

Dachfolien aus Weich-PVC

Bei Eindeckungen von gefällelosen Flachdächern mit Dachpappen sei die jeweilige Klebeschicht die eigentliche Dichtung, und die Pappen seien nur die Dichtungsträger. Bei Dachneigungen unter 3° sei aber eine wasserdichte Dacheindeckung vorgeschrieben.

Kunststoff-Folien hingegen stellten die Dichtungshaut selbst dar. Deswegen sei nur eine Schicht auf dem Dach notwendig. Die Stoßstellen der Folien müssen wasserdicht verschweißt sein; dies können durch Lösungsmittel geschehen oder mittels Heißluft-Verschweißung.

Die Festigkeit der Weich-PVC-Folien lasse auch eine Grundwasserabdichtung zu.

Schwierigkeiten mit Dachfolien aus Weich-PVC seien durch starke Schrumpfungen entstanden. Diese beruhten mitunter auf Weichmacherwanderungen oder das Austreten des Weichmachers an die Oberfläche. Durch Änderung des chemischen Aufbaus konnten diese Schrumpfungen beseitigt werden. Vorteilhaft lassen sich die Folien mit Heißbitumen auf dem Dach verlegen Weich-PVC-Folien von Dynamit Nobel AG mit 200kp/cm Reißfestigkeit, 250 % Reißdehnung (beide DIN 53371) und 2 kp Weiterreißlast (DIN 53356) garantierten eine Dichtigkeit der Eindeckung auch unterwidrigen Bedingungen. So seinen Bauwerksversetzungen und Temperaturbewegungen für die Materialien kein Problem. 

Foliendach mit Grobkiesschüttung

Auch Anwendungen in Gebieten hoher Luftverschmutzung seien möglich. Bezüglich der Brandsicherheit könnten Weich-PVC-Dachfolien als harte Bedachung angesehen werden, da sie den Forderungen nach DIN 4102 hinsichtlich der Beanspruchung durch Flugfeuer und strahlende Wärme erfülltem. Üblich seien Foliendicken von 0,8 mm.

Ein weiterer Vorteil der Weich-PVC-Dachfolie bei der Flachdacheindeckung sei ihr relativ geringer Wasserdampfdiffusionswiderstand, so dass Wasserdampf innerhalb einer Dachisolierung nach außen entweichen könne. Bei der großen Shorehärte des Materials könnten Kiesschüttungen direkt auf die Folie aufgebracht werden; eine Schutzschicht sei nicht nötig. Gleichzeitig gestatte die wasserdichte Außenhaut ein Auffüllen einer Wasserschicht beliebiger Höhe, die einen Temperaturausgleich für die Unterkonstruktion darstellen könne. Die gute Formbarkeit des Materials ermögliche einfache Lösungen für das Abdichten von Rohrdurchführungen.

Dachrinnen aus Hart-PVC

Die starke Luftverschmutzung führe bei Dachrinnen aus herkömmlichem Material immer häufiger zu Korrosionserscheinungen, die einen Ersatz der vorhandenen Rinnen notwendig machten. Aufgrund seiner ausgezeichneten Chemikalienfestigkeit habe Hart-PVC hier einen weiteren Anwendungsbereich gefunden. Allerdings müsse sich der ausführende Handwerker erst mit den Eigenschaften des Materials und seiner Verarbeitung vertraut machen.

Dynamit Nobel entwickelte deshalb ein komplettes Dachrinnen-Programm. Es enthalte für einen rechtwinkligen Gebäudegrundriß sämtliche Einzelteile, so dass zeitraubende handwerkliche Arbeit zum Herstellen von Formteile entfalle. Für den Handwerker verblieben an der Baustelle nur das Anschlagen der Rinneneisen in gewohnter Form, das Ablängen der Rinnen und Fallrohre und das Verbinden der Einzelteile durch Kleben.

Die mechanische Festigkeit gestatte das Begehen durch einen Handwerker, wenn die Rinneisen hinreichend dimensioniert seien 

(40 x 4 mm).

Die Dachrinnen seien für den Architekten bislang kein Gestaltungselement gewesen. Das Trocal-Programm hingegen wurde so ausgebildet, dass es sich der heutigen Bauweise sehr gut anpasse. Die flache Kastenform entspräche in ihrer Gradlinigkeit den Gesimsen und Kanten der heutigen Bauwerke. Der Querschnitt der Trocal-Dachrinnen entspräche einer 6-teiligen Zinkblechrinne; damit könnten pro Fallrohr bis zu 150 m² Dachfläche entwässert werden.

Trocal-Dachrinnen und Lichtbänder aus Hart-PVC

Das Problem der Wärmedehnung wurde konstruktiv gelöst; die Bewegungen könnten sich an den freien Enden, im Bereich der Hoch-Punkt-Schiebnaht oder das Ablaufkaten auswirken. Der Ablaufkasten habe daher eine dichten Gleitfuge, die wasser- und witterungsbeständig ausgeführt sei.

Zum Verbinden der Rinne mit der Dachfläche dienten Traufstreifen aus schlagfestem PVC. Sowohl für Steildächer wie auch für Flachdächer seien Wärmedehnungen möglich.

In klimatisch ungünstigen Gebieten, in Küstengebieten und im Bereich starker industrieller Konzentrationen hätten sich Kunststoffrinnen gut bewährt. Voraussetzung dafür sei eine einwandfreie Verlegung und eine sachgerechte Materialqualität.

Dachschindeln aus Hart-PVC

Eine Neuentwicklung von Dynamit Nobel seien Dachschindeln aus Hart-PVC. Verlegt auf einer Holzschalung stellten sie eine modern Dacheindeckung dar, die als harte Bedachung geprüft und zugelassen wurde und die auch bei geringer Dachneigung eine staub-, wasser- und winddichte Dachhaut bildete.

Das Material habe eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit und Kältefestigkeit. Das geringe Gewicht von rund 2 kp/m² gestatte es, Dachelemente schon in der Werkstatt mit Schindeln zu belegen. Dies wiederum gestatte die schnelle Dacheindeckung am Bau.

In der Gestaltung habe man sich an die Form einer englischen Schiefereindeckung angelehnt, siehe Abbildung. Die sich sauber abzeichnende Überdeckung der einzelnen Schindeln ergäben ein architektonisch ansprechendes Bild der gesamten Dachfläche. Anschlüsse wie Kamine, Ortgänge, Traufen usw. wurden im Rahmen des Trocal-Schindelprogrammes mitentwickelt. Entsprechende Formstücke  sowie Entlüftungsschindeln, Firstabdeckungen und Gratklappen stünden zur Verfügung. Die Ausdehnung

Dacheindeckung mit Trocal-Schindeln

jeder einzelnen Schindel könne sich ungehindert auswirken, da sie nur an einem Punkt mit einem Nagel auf der Schalung befestigt sei. Die Ränder griffen in Form von Falzen in die Gegenfalze der Nachbarschindeln ein, so dass der gesamte Rand gehalten werde, trotzdem aber gleiten kann. Bei Verwendung eines speziellen Abdichtungselements könnten Dachflächen mit Neigungen unter 15 ° noch einwandfrei dicht eingedeckt werden.

Nach dem Aufnageln könnten überstehende Ränder mit einer Blechschere abgeschnitten werden. Sei im Bereich der Traufe mit Stauwasser zu rechnen, empfehle sich das Unterlegen einer Dichtungsbahn. Die ungeklebten Ränder der Schindeln erlaubten einen ungehinderten Austritt des Wasserdampfes, so dass mit einer Kondensatbildung zwischen Schindeln und Schalung praktisch nicht zu rechnen sei.

Mit Trocal-Dachschindeln stünde dem planenden Architekten und ausführenden Dachdecker ein Material zur Verfügung, mit dem viele heute noch bestehende Probleme der Dacheindeckung gelöst werden könnten.

Phenolharzschaum, ein harter Kunststoffschaumstoff

Von Dr. Hans Jünger

Seit etwa 15 Jahren wurde nach geeigneten neuen Isoliermaterialien im Baubereich gesucht. Die Kunststoffe konnten in dem Bereich geeignete Materialien stellen. Die zellstrukturierten Kunststoff-Schaumstoffe spielten heute eine bedeutende Rolle im Bausektor. Positiv seien seine Chemikalienfestigkeit, seine geringe Wasseraufnahme, die Temperaturbeständigkeit und seine vorzüglichen mechanischen Eigenschaften.

Gemäß DIN 7726 unterscheide man elastisch-weiche, zäh-harte und spröd-harte Schaumkunststoffe mit geschlossenzelliger, offenzelliger oder gemischt-zelliger Struktur. 

Phenolharzschaum rechne man zu den spröd-harten Produkten. Zu seiner Herstellung verwende man heute fast nur noch flüssige Phenolharze vom Resoltyp, die aus Phenol und Formaldehyd mit einem alkalischem Katalysator dargestellt würden. Die Resole seien seit über 50 Jahren bekannt (Erfinder: Baekaland, 1909). Ein zugesetzter Härter vernetze die methylogruppenhaltigen Harze. Die Exothermie dieser Vernetzungsreaktion  könne man zur Aufschäumung (Pentan oder Monoflurotrichlormethan als Treibmittel) nutzen. Dazu gebe man die schäumbare Mischung in  eine Form und lasse sie bei 40 oder 60 °C aufschäumen.

Auf diese Weise würden Platten (geschnitten aus Blöcken) oder auch Formkörper (Rohrisolierungen) hergestellt. Die Zellen seien überwiegend geschlossen. Die Raumgewichte können zwischen 10 und 320 kg/m³ liegen. Die Eigenfarbe sei braun, anfangs gelblich-weiß. Seine Festigkeitswerte änderten sich –wegen seines duroplastischen Charakters- nicht unter Einwirkung von Temperatur und Feuchtigkeit. Seine Dauertemperaturbeständigkeit belaufe sich auf 130 °C. darüber trete eine starke Schrumpfung, unter Feuereinwirkung eine Verkokung ein.

Normaler Phenolschaum sei selbstlöschend.

Die Wärmeleitfähigkeit betrage zwischen 0,011 und 0,046 kcal/mh°C (temperaturabhängig); damit ist er ein guter Isolator gegen Kälte und Wärme. Seine Schallisolation ist gering; sie kann durch eingestanzte Löcher erhöht werden.

Weite Verbreitung haben Dämmplatten (auf dem Dach: Schaum und Dachpappe) oder als Fassadenelemente (Platte aus Hart-PVC und Phenolschaum). Im folgenden Bild wird ein Gebäude mir derartigen Brüstungselementen wiedergegeben:

 Zur Herstellung von Platten können auch Papierwaben im Schaum verwendet werden, wodurch eine Erhöhung der Druckfestigkeit erreicht werde. Auch in Decken, Böden und Wänden könne Phenolschaum angewendet werden. In der „Füllbauweise“ werde die schaumfähige Mischung in den Hohlraum der Konstruktion eingebracht, wo er dann von sich aus schäume. Eine Variante von Wandelementen würde anorganische Füllstoffe Blähton oder Blähschiefer verwenden. Halbschalen verwende man zur Rohrisolierung. Im Apparatebau würden Schaumplatten zur Thermosisolierung benutzt. Im Betonbau würden Formkörper für Aussparungen verwendet; ebenso würde der Schaum für Dekorationen und den Modellbau verwendet.

Werksarzt-Geb. der Dynamit-Nobel AG, Troisdorf

 

Rohrleitungen aus Kunststoff

Von Ing. Hans Lindner

Für den sicheren und wirtschaftlichen Transport von Flüssigkeiten und Gasen über große Entfernungen würden unterirdische Leitungen verwendet. Kunststoffrohre widerstehen dem zerstörerischen Einfluß vieler Medien und des Bodens. Sie dienten deswegen auch dem Außen- und Innenschutz von Rohren aus anderen Werkstoffen.

Hart-PVC-Rohre seien seit 1934 im Einsatz. Sie dienen dem Transport von Wasser, Abwasser und Chemikalien, letzteres hauptsächlich in Betrieben der chemischen Industrie.

Ab 1950 würden Kunststoffrohre vermehrt für den Transport von Wasser und Abwasser verwendet. Als Kunststoffe kommen hierfür in Deutschland hauptsächlich PVC hart, PE weich und PE hart in Betracht. Als obere Grenze würden NW von 250 cm genannt.

Für Trinkwasserleitungen würden PE-Rohre für die Druckstufen ND 6 und ND 10 und PVC-hart-Rohre für Nenndrücke von 10 und 16 atü geliefert.

Nach den gültigen Normen seien die Rohre so bemessen, dass nach 50-jähriger Beanspruchung noch eine ausreichende Sicherheit vorhanden sei. Der Sicherheitsfaktor von PVC-Rohren gegenüber solchen aus PE sei 2,5fach höher.

Bei der Wanddickenfestlegung sei die Zeitstandsfestigkeit des Materials entscheidend. Wegen des Fittingprogramms äußere sich dies in unterschiedlichen lichten Weiten bei gleichen Außendurchmessern.

Werkstoff

PE- weich

PE- hart

PVC 60

PVC 100

Zul. Beanspr.

25

50

60

100

Spez. Gew.

0,92

0,95

1,30

1,38

Abmessung

63 = 10,5

63 = 5,7

63 = 4,9

63 = 3,0

m-Gewicht

42,0

51,6

53,2

57,0

Lichter Durchmesser

42,0

51,6

53,2

57,0

Wirks.Quersn.

54,3 %

81.9 %

87,1 %

100 %

Unterschiedliche Rohrquerschnitte bei PE- und PVC-Rohren, Betriebsdruck: 10 atü bei 20 °C

Die technischen Lieferbedingungen seien für PVC-hart-Rohre in DIN 8061 und 8062 festgelegt; für Trinkwasserrohre gelte überdies DIN 19532 E.

 Die Rohre würden für die Verschiedenen Innendurchmesser in Baulängen von 5 bis 12 m geliefert. Der  Transport und die Verlegung sei infolge des geringen Material-Gewichts einfach und durchweg Ohne Hilfseinrichtungen möglich. Die Verbindung der Einzellängen Erfolge mittels Klebemittel oder Gummidichtungen. Für alle frei oder in nicht standfestem Boden verlegten Druckleitungen ist die Verbindung mittels Klebemittel unerlässlich. Fittings aus dem gleichen Material seien bis zu NW 150 lieferbar. Das bis Ende 1963 notwendige Kalibrieren der Rohre beim Herstellen von Klebeverbindungen sei durch erhöhte Maßgenauigkeit der Rohre nicht mehr notwendig.

Transport eines 12 m langen PVC-Rohrs, 200 mm

Bei PVC-hart-Rohren mit gummigedichteter Steckverbindung sei der Muffenkörper auf einer Seite des Rohres angebracht. Lose Muffen würden in Deutschland nicht mehr verwendet. Für Abzweigungen und Anschlüsse stünden entsprechend ausgebildete Formstücke aus Gusseisen zur Verfügung.

Der Anschluß von abzweigenden Leitungen kleiner Dimensionen, sogenannte Hausanschlußleitungen, erfolge vorwiegend mit Hilfe von Ventilanbohrschellen. Das Anbohren erfolge mit Kronenbohrern.

PE-Rohre sind im Gegensatz zu PVC-Rohren so flexibel, dass sie sich in Ringbunden aufwickeln lassen. Die umfassendste Verwendung hätten die PE-Rohre ohne Zweifel für die Ausführung von Kaltwasser-anschlußleitungen gefunden. Der Einsatz von großdimensionierten PE-Rohren ab NW 100 sei im allgemeinen auf Sondereinsatzgebiete beschränkt. PE-Rohre können in Flüssen und Seen eingespült werden. PE-Rohre würden bei kleineren Durchmessern durch Klemmverschraubungen aus Messing verbunden. Bei Rohren größerer Nennweiten kämen auch Schweißfittings zur Anwendung. Dabei würde mit Hilfe eines eingelegten Widerstandsdrahtes auf elektrischem Weg eine Verschmelzung und Verschweißung herbeigeführt. Eine Spiegelverschweißung sei in Deutschland nicht üblich.

Verlegung eines PE-Rohrs, ND 10

Bei der Beförderung von gasförmigen Medien in PE-Rohren müsse infolge der Permeabilität von PE mit einem gewissen, wenn auch kleinen Leckverlust gerechnet werden. Vorher müsse überlegt werden, ob ein solcher Weg wirtschaftlich zu vertreten sei.

Der niedrige Wert des E-Moduls habe bei Rohrleitungen aus PE und PVC zur Folge, dass bei auftretenden Wasserschlägen die Druckspitze relativ klein bleibe. Es bestehe durchaus die Möglichkeit, in stark beanspruchten Metallrohrleitungen Kunststoffrohre als Dämpfer einzubauen.

Der Druckverlust sei in Kunststoffleitungen wegen der glatten Oberflächen und der großen Einzellängen niedrig. PVC hart- und PE-Rohre seien in der Standardausführung als nichtleitende Elemente anzusehen. Deswegen würden definierte Erdungsleitungen am Haus eingesetzt, und die Rohre werden dafür nicht genutzt. Durch Streuströme verursachte Korrosion sei bei Kunststoffrohren ausgeschlossen.

Für den Transport von explosiven Gasen solle antistatisches PE benutzt werden.

Das Kunststoffrohr dominiere die Trinkwasserversorgung. Die Verwendung von PVC-hart-Rohren habe für die Beförderung von Erdgas eine beachtliche Bedeutung erlangt, insbesondere in den Niederlanden, in Österreich und in Ostfriesland. 

Erdverlegte Kunststoffrohre würden auch zur Durchführung von Kabeln verwendet, in der Hauptsache PVC-hart-Rohre der NW 50 bis 150.

Für Rohrpostanlagen sei die Verwendung von PVC-hart-Rohren heute üblich. Erwähnenswert sei auch die Verwendung als Kaltwasser-, Schmutzwasser- und Regenleitungen außerhalb von Gebäuden.

Das niedrige Gewicht habe die Verlegung von Arbeiten von der Baustelle in die Werkstatt sehr begünstigt. So könnten ganze Rohrgruppen in der Werkstatt vorgefertigt werden. Sanitärblöcke würden auch mit Kunststoffrohren bestückt.

Industriebetriebe wie auch der Bergbau verwendeten PVC-hart-Rohre. Gegenüber Metallrohren konnte ein sehr günstiges Verschleißverhalten bei der Förderung feststoffhaltiger Wässer konstatiert werden.

Im Trinkwasserbereich hätten PVC-hart-Rohre einen Marktanteil von 50 % erreicht.

Vereinfachte Arbeitsverfahren, vervollständigte Formstücksortimente und die stabile und vorteilhafte Preissituation dürften auch in Zukunft für zahlreiche Projekteure und Verarbeiter ausreichend Veranlassung sein, in zunehmendem Umfang Kunststoffrohre zu verwenden.

Schwimmbäder- und Wasserbeckenbau

Darüber berichtet Dipl.-Ing. Helmut Hafok:

Die Abdichtung von Wasserbecken sowie der Oberflächenschutz derartiger Anlagen wie besonders auch im Freien liegenden Großschwimmbecken stellte bisher den Bauherrn ebenso wie den verantwortungsbewußten planenden und ausführenden Unternehmer vor ernste Probleme.

Durch Witterungseinflüsse, wie Temperaturwechsel und insbesondere Frost, Bodensetzungen, auch durch unzureichende Verdichtung des Untergrundes bzw. ungleichmäßig und mangelhaft tragfähigen Baugrund, zeigten sich bei den vielfach angewendeten starren Abdichtungssystemen häufig Rißbildungen und Undichtigkeiten. Die verwendeten Stahlarmierungen waren den großen Belastungsänderungen (volles und leeres Becken) oft nicht ausreichend gewachsen. Haarrisse, Undichtigkeiten, Wasserverluste, Unterwaschungen waren die Folge. Eine einwandfreie Reparatur derartiger mit starrem Dichtungsputz bzw. Betondichtungsmitteln ausgeführten Wannen stieß bislang auf fast unüberwindbare Schwierigkeiten.

Beckenabdichtungen mit einer Doppelwanne und dazwischenliegender Lagenabdichtung sei hingegen sehr aufwendig, so dass sie aus Kostengründen nicht angewendet würde. Rein bituminöse Lagenabdichtung gäbe bei Bergsetzungen wegen Rißbildung Probleme.

Hinzu käme das Problem des Oberflächenschutzes. Zieranstriche müssten jährlich erneuert werden. Dies erfordere Aufwendungen von bis zu 10 DM/qm jährlich.

Wenn ein Becken gekachelt würde, bestünde im Freien die Gefahr des Abfrierens der Kacheln im Winter. Zusätzlich müsse noch eine Abdichtung engebracht werden, da Kacheln keine solche sei.

Auch bei leichteren Betonstützkonstruktionen mit bituminöser Abdichtung bestünden gefahren von Blasenbildung und Haarrissen. Diese bituminösen Schichten benötigten ebenfalls jährliche Anstriche.

Neu sei die Verwendung von Weichfolien aus farbigem Polyvinylchlorid (PVC) fänden nun in stetig steigendem Umfang Anwendung. Für die Auskleidung von stationären Großbecken würden dabei spezielle Qualitätsanforderungen an das Material gestellt werden.

Inzwischen sei es nach intensiver Entwicklungsarbeit gelungen, mit der Mipolam-Spezialschwimmbeckenfolie einen Qualitätsbaustoff zu schaffen, der sich allen auftretenden ernsthaften Belastungen gewachsen gezeigt habe. Seine hohe Reißdehnung von etwa 250 % gewährleiste hohe Sicherheit. Seine leichte, preisgünstige Verschweißbarkeit (keine aufwendige Einrichtung nötig!) in Verbindung mit einer erprobten, ausgereiften Verlegetechnik sowie einwandfreier Kontrollmöglichkeit der Nahtverschweißung gewährleiste Dichtigkeit und Sicherheit. Die Verlegung könne von jeder gewissenhaft arbeitenden Verlegefirma nach Einweisung durch Lehrverlegereinwandfrei und pannensicher beherrscht werden.

Schwimmbad im Merkstein

Die Quell-, Fäulnis- wie Chemikalienbeständigkeit sei Voraussetzung für lange Lebensdauer und Sicherheit. Die blaue oder grüne Mipolam-Folie 

Bedürfe keiner Pflege und keiner Folgeanstriche mehr. Die glatte Oberfläche gewährleiste leichte Reinigungsarbeit und damit stark verzögertes Algenwachstum. Auch bei größeren Rissen im Untergrund bleibe die sichere Abdichtung erhalten.

Die bedeute, dass die Betonunterkonstruktion rasch und billig errichtet werden könne. Die Wände müssten nur so dimensioniert sein, dass sie dem Erdreich bei entleertem Becken standhielten, Der Boden könne einfach hergestellt werden, weil Risse keine Rolle spielten. In Bergwerkssetzungsgebieten könnten sogar größere Bewegungsfugen eingebaut werden, die Schäden durch Hochschieben von Teilen vermeiden würden.

Bei weniger belasteten Becken könne bei Ausbildung schräger Wände sogar praktisch auf jede Unterkonstruktion verzichtet werden – loser Sand im Bodenbereich, an den Wänden ein Glattstrich aus steinfreiem Lehm oder eine Oberflächenglättung aus Zement und Sand im Verhältnis 1 : 8 bis 1 : 10 genüge.

Auch für die Ausbildung der Anschlüsse (Bodenablauf, Umwälzpumpe) lägen erprobte, sichere Lösungen vor.

Die Kosten für derartige wasserdruckhaltende Beckeninnenabdichtungen sind so niedrig, dass sie sich allein auf Grund der Einsparungen von Anstrich- und Ausbesserungsarbeiten innerhalb eines Zeitraumes von etwa 5 Jahren amortisieren.

Zusammengefaßt kann gesagt werden, dass diese wasserdruckhaltenden Innenhautabdichtung aus farbigem Spezialqualitätskunststoff, die formschönen Oberflächenchutz mit sicherer Abdichtung verbindet, in der Lage ist, neue, hochinteressante technische wie kaufmännische Aspekte   -echten Fortschritt- in den wirtschaftlichen Schwimmbad- und Wasserbeckenbau zu bringen.

Bearbeitet: Dr. Volker Hofmann, Troisdorf, 1. Februar 2010

 

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