DE2439874A1

DE2439874A1 - Boden- oder wandkonstruktion zur schall- und schwingungsisolierung zwischen zwei raeumen und verfahren zur herstellung dieser konstruktion

Info

Publication number: DE2439874A1
Application number: DE2439874A
Authority: DE
Inventors: Tore Bertil Koehlberg
Original assignee: MARIEHOLMS IND AB
Current assignee: MARIEHOLMS IND AB
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1975-03-06
Also published as: NO139792C; SE7311446L; DK143816B; GB1466596A; DK143816C; DK446474A; FI242374A; FI54641B; SE390182B; NO139792B; NO742716L; FI54641C

Description

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HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL-PHYS. DIPL.-INC.

Marieliolms Industri AB . ox-ma-10

H.August 1974 BB/p

Boden- oder Wandkonstruktion zur Schall- und Schwingungsisolierung zwischen zwei Räumen und Verfahren zur Herstellung dieser Konstruktion.

Die Erfindung betrifft .eine Boden- oder Wandkonstruktion entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Herstellung dieser Konstruktion.

Es ist bekannt, "schwimmende Böden" in Wohngebäuden zu verwenden, um die Ausbreitung von Störgeräuschen zwischen verschiedenen Räumen und Wohnungen soweit'; als möglich zu verringern Ein "schwimmender Boden" besteht im allgemeinen aus einer oberen Schicht, die auf einer Schicht aus einem elastischen Werkstoff ruht, wobei die obere Schicht keine ,feste Verbindung mit der die beiden Schichten abstützenden Grundfläche hat. Auch besteht keine Verbindung zwischen den Elementen, die die Grundfläche selbst abstützen.

Die obere Schicht von solchen "schwimmenden Böden" wurden bisher aus 3eton hergestellt, wobei der Nachteil darin besteht, daß wegen Pestigkeitserfordernissen die obere Schicht relativ dick., d.h. mindestens 50 mm stark ausgebildet sein muß. Außerdem ist es nicht möglich, große Flächen von Böden,ohne sie in einzelne , Abschnitte aufzuteilen, zu gießen, da sich der Beton beim Härten zusammenzieht. Das Aufteilen eines "schwimmenden Bodens" in verschiedene Abschnitte bringt beachtliche Nachteile mit sich,

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soweit die Herstellung und die Qualität betroffen sind. Das Ausgießen wird teurer und Höhenunterschiede zwischen verschiedenen Abschnitten können aufgrund verschiedener Belastung^ bedingungen auftreten. Aus diesem Grunde sind "schwimmende Böden¹¹, deren obere Schicht aus Beton besteht, nicht sehr oft verwendet worden.'

Ein weiterer Nachteil einer oberen Betonschicht besteht in dem großen Gesamtgewicht dieser Schicht, weshalb die darunterliegende Schicht ziemlich steif sein muß, um die Gesamtlast aufnehmen zu können. Häufig wurde eine Unterschicht aus Sand oder Glaswolle verwendet, die jedoch wegen des großen Gewichtes der Oberschicht stark zusammengepreßt worden ist, so daß ihre Elastizität teilweise verloren gegangen ist. Durch die Verringerung der Elastizität wird jedoch der Vorteil eines "schwimmenden Bodens" wesentlich beeinträchtigt. Dies kommt daher, weil die Schicht zwischen der Grundfläche und der Oberschicht wesentlich zur Ausbreitung von Schall von den Stützelementen und dem Gebäude selbst an die Oberschicht des Bodens beiträgt, so daß die Schallisolation zwischen den verschiedenen Räumen und Wohnungen unbefriedigend geworden ist.

Ferner ist in manchen Fällen z.B. bei der Schallisolation von Schiffäcabine η die Verwendung von Betonschichten wegen des großen Gesamtgewichtes nicht möglich. Außerdem ist die Trocken- und Abbindezeit von Beton relativ lang, und der Beton muß während dieser Zeit von bis zu einer oder mehreren Wochen feucht gehalten werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die erwähnten Nachteile zu beheben und eine Boden- und Wandkonstruktion darzustellen, die ein geringeres Gesamtgewicht und eine bessere Schall- und Schwingungsisolierung hat.

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Ein Lösungsmittel dieser Aufgabe wird Im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellt.

Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer¹ solchen Bodenoder Wandkonstruktion angegeben werden.

Ein Lösungsmittel für das Verfahren wird im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 dargestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird .im folgenden anhand der Zeichnung dargestellt, die einen Querschnitt durch eine Deckkonstruktion für ein Schiff zeigt.

Das Deck besteht aus einer Stahlplatte 10, die eine erste Schicht 11 eines weichen, elastischen V7erkstoff.es aufnimmt. Eine zweite Schicht 12 eines harten Werkstoffes ist auf der gesamten Fläche der weichen Schicht 11 angeordnet.. Die zweite Schicht 12, die die Oberschicht bildet, wird vollkommen von der darunterliegenden Schicht 11 abgestützt und hat keine feste Verbindung mit der Grundfläche. 10, die den "schwimmenden Boden" aufnimmt. Die Schicht 12 hat keine Verbindungen mit einer Seite Ι} des Schiffes, die die Grundfläche 10 abstützt, da ein Hohlraum 14 zwischen der Seite Ij5 und der Schicht 12 vorgesehen ist. Dieser Raum kann mit einem weichen, elastischen Werkstoff gefüllt werden oder er kann auch Luft enthalten. Solche Räume sind auch längs der anderen Wände (dieses ist hier nicht dargestellt) angeordnet, die eine feste Verbindung mit der Grundfläche haben, die den "schwimmenden Boden" trägt. Auch sind entsprechende Räume um aufrechtstehende Elemente, die mit der Grundfläche in Verbindung stehen, angeordnet. '

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In der Zeichnung ist die Anordnung einer Wand 15 auf dem "schwimmenden Boden" dargestellt. Die Stirnseite der Wand ist in einem U-förmigen Stahlprofil 16 angeordnet, das auf der Oberschicht 12 befestigt ist. Sie hat keine feste Verbindung mit der Grundfläche 10, die den Boden trägt oder mit den bodentragenden Stutzelementen.

Die elastische Schicht 11 , die unter der Oberschicht 12 liegt, besteht aus Mineralwolle wie z.B. aus einem Fasermaterial, in dem die Pasern im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Grundfläche 10 ausgerichtet sind. Ein passender Werkstoff besteht beispielsweise aus geschichteter Glaswolle, die mit einer Dicke von 3 - 10 cm und einem Gewicht von ungefähr 100-200 kg/m^ im Handel erhältlich ist. Die Schicht 11 sollte so weich wie möglich sein.

Die obere Schicht 12 besteht aus einer gießbaren oder formbaren Mischung auf Magnesitbasis, die ein inorganisches Zuschlagmateria!

z.B. Sand enthält. Die Mischung kann sich in folgender Weise zusammensetzen:

Magnesit 1.Volumenteil

Quarzsand 1*5-3 Volumenteile

Magnesiumchlorid 1 -1,5 Volumenteile

Eine passende Korngröße des Quarzsandes liegt bei 0-3 mm. Das Magnesiumchlorid wird in wässriger Lösung, z.B. 20 ^hinzugefügt, bis die Mischung die gewünschte Viskosität hat.

Eine solche Verbindung zieht sich nur wenig zusammen, quillt nur geringfügig auf und hat eine kleine Temperaturabhängigkeit. Ferner können ~£>ehrauben und Bolzen direkt in den Boden aus einer solchen Verbindung geschraubt werden. Die Schicht 12 sollte ungefähr 2 - 5 cm dick sein und ein Gewicht von ungefähr 1000-2000 kg/rtrYmehr haben. Jedoch sollte die Schicht 12 nicht dicker

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gemacht werden als wie es durch Festigkeitserfordernisse gerechtfertigt ist, da sonst der Boden unnotwendigerweise schwer und dick würde, ohne daß dadurch die Schall- und Schwingungsisolierungsfähigkeit erhöht würde. Die elastische Schicht 11 hat ihre günstigsten ■ Federeigensehaften, wenn man das Gesamtgewicht der Oberschicht 12 bei der verwendeten 'Verbindung so-klein wie möglich hält, die Wiederum ein großes Volumengewicht haben sollte. Von der Elastizität der Schicht 11 hängt ganz wesentlich die Möglichkeit ab, die Ausbreitung von Schwingungen von der Grundfläche zur oberen Schicht 12 zu unterbinden.

Das Geräuschniveau beispielsweise in einer Schiffskabine hängt in hohem-Maße von den Bodenschwingungen ab. Die Schwingungen der oberen Oberfläche des Bodens können mittels des Prinzipes der "schwimmenden Böden" verringert werden. Um die günstigste Schall- und Schwingungsisolierung zu erhalten,ist es notwendig, die Konstruktion so auszulegen, daß die Resonanzfrequenz der beiden Schichten 11 und 12 zusammen so klein wie möglich wird» Jede .Verringerung der Resonanzfrequenz um einen Faktor 2 erhöht die Schallisolierung um 10 - 15 dB.

Es ist daher wünschenswert, den "schwimmenden Boden" so auszulegen, daß die beiden in dieser Konstruktion vorgesehenen Schichten zusammen eine möglichst geringe Resonanzfrequenz haben, und zwar vorzugsweise unterhalb von 100 Hz und möglichst zwischen 25 und 50 Hz.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die folgenden Maßnahmen, zur Verringerung der Resonanzfrequenz beitragen und dadurch mithin zu einer besseren Schall- und Schwingungsisolierung.

a) Verringerung der dynamischen Steife der elastischen Unterschicht 11, dah. eine Zunahme der Weichheit dieser Schicht.

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b) Erhöhung des Volumengewichtes der Oberschicht 12 .

c) Zunahme der Dicke der elastischen Schicht 11.

Der in der Ausführungsform dargestellte Boden ist dadurch aufgebaut, daß Abschnitte aus Glaswolle aneinander stoßend auf der Grundfläche angeordnet worden sind, die normalerweise eine Stahlplatte ist, wenn es sich um ein Schiff handelt und aus Beton besteht, wenn es sich um ein Gebäude handelt. Sobald die Glaswolleabschnitte ausgerichtet sind, kann mit dem Gießen der inorganischen Verbindung begonnen werden, die die Oberschicht bildet. Das Ausgießen der gesamten Bodenfläche erfolgt in einem einzigen Arbeitsgang. Die bekannten Verfahren können hier auch angewendet werden, selbst das Vibrieren der gegossenen Verbindung. Es ist wichtig, darauf zu achten, daß die Oberschicht sich nicht in fester Berührung mit der Grundfläche oder den Stützelementen der Grundfläche befindet. Das kann in geeigneter Weise dadurch verhindert werden, daß man die Glaswollabschnitte so dicht nebeneinander anordnet, daß zwischen ihnen kein Raum übrigbleibt, in den das Gießgut eindringen könnte. Weiterhin wird man eine Schicht aus weichem Isolierstoff längs der Kanten der Wände, die die Grundfläche abstützen, bis zu einer HÖhe>die der Endhöhe der Oberfläche des fertigen 3odens entspricht,anordnen. . Durch diese Konstruktion und das Verfahren wird das Herstellen von "schwimmenden Böden"mit großen zusammenhängenden Oberflächen ermöglicht.

Statt der Verwendung einer Verbindung auf Magnesitbasis für die Oberschicht des "schwimmenden Bodens" kann auch eine Verbindung auf einer Anhydritbasis verwendet werden. Eine solche Verbindung kann z.B. sioh in folgender Weise zusammensetzen:

Anhydrit 1 Volumenteil

Zuschlagsstoffe 2-j5 Volumenteile

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Quarzsand mit einer Korngröße von b?£ zu 7 tnm kann als Zuschlag stoff verwendet werden. Die Korngröße sollte jedoch nicht größer sein, weil sonst die Möglichkeit der Befestigung eines Nagels oder einer Schraube direkt in die Verbindung verlorengeht.

Die bisher beschriebenen Verbindungen, die für die Oberschicht verwendet werden, haben den Vorteil, daß Gegenstände direkt am Boden z.B. durch Nageln oder Anschrauben befestigt werden können, ohne daß eine Vorbereitung wie z.B. durch Bohren und Dübeleinsetzen notwendig wäre. Das spielt eine große RoIIe^ wenn der erfindungsgemäße Boden in Schiffen verwendet wird, wo z.B. die MöbeL in den Kabinen und Aufenthaltsräumen sehr oft am Boden durch Schrauben befestigt sind. Bei der Verwendung in Wohngebäuden besteht ein Vorteil darin, daß .es möglich ist* Schrauben oder Nägel direkt in den Boden einzubringen, wodurch das Errichten innerer Trennwände, das Befestigen von Profilen und Streifen und ähnlichem wesentlich erleichtert wird. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht darin, daß die Trocken- oder Aushärtezeit nur höchstens 24 Stunden beträgt. Ferner hat die beschriebene Bodenoder Wandkonstruktion sehr gute Wärraeisolierungseigenschaften zusätzlich zu der sehr guten Schall- und Schwingungsisolierung. Wegen des verwendeten Werkstoffes ist die Konstruktion auch sehr schwer entflammbar. ^Λ

Die beschriebene Konstruktion kann auch für eine Viand verwendet werden, um die Ausbreitung von Schwingungen z.B. von einer Stützwand zu einer Trennwand zu verhindern. In einem solchen Fall 1st die Trennwand mit der Oberfläche der Oberschicht verbunden.

Die dargestellte AusfUhrungsform zeigt eine Bodenkonstruktion in einem Schiffsrumpf; es ist jedoch selbstverständlich, daß die entsprechende Konstruktion sich auch für Wohnungsgebäude und Werkstätten eignet, um gute Schall- und Schwingungsisolation zu erreichen. Es ist selbstverständlich, daß verschiedene andere

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Werkstoffe als Mineralwolle für die elastische Schicht verwendet werden können, wie z.B. Schaumgummi oder Zellen enthaltender Kunststoff,und daß andere inorganische Zuschlagsstoffe als Quarzsand für die Oberschicht verwendet werden können.

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Claims

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1. J Boden- oder Wandkonstruktion zur Schall- und Schwingungsisolierung zwischen zwei Räumen, mit einer Grundfläche, einer Zwischenschicht und einer Oberschicht, die mit der Zwischenschicht verbunden und nur von ihr abgestützt ist, und welche keine feste Verbindung zwischen der Grundfläche und den sie stützenden Elementen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus einem weichen, elastischen Material besteht, und daß die Oberschicht (12) aus einem inorganischem Werkstoff hohen Volumengewichtes auf Magnesit- oder Anhydritbasis hergestellt ist, der eine harte, durchgehende Fläche über der ganzen Mittelschicht (11) bildet.

2. Verfahren zur Herstellung einer Boden- oder Wandkonstruktion ζμΓ Schall- und Schwingungsisolierung zwischen zwei Räumen, mit einer Grundfläche, einer Zwischenschicht und einer Oberschicht, die mit der Zwischenschicht verbunden und nur von ihr abgestützt ist, und welche keine feste Verbindung mit der Grundfläche und den die Grundfläche haltenden Elementen, hat, wobei die Konstruktion einegroße, zusammenhängende äußere Oberfläche hat, · gekennzeichnet durch das Auf 1 agen der Zwischenschicht aus weichem, elastischen Material auf eine Grundfläche, das Aufbringen einer ununterbrochenen Schicht auf der gesamten Oberfläche der . Zwischenschicht aus einer gießbaren oder verformbaren anorganischen Verbindung auf Magnesit- oder Anhydritbasis hohen Volumengewichtes , und das Vermeiden einer direkten Berührung zwischen der Grundfläche ader den sie tragenden Elementen und der gießbaren Verbindung.

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3. Konstruktion nach Anspruch X₉ dadurch gekennzeieh-• net, daß die Oberschicht (12) aus einem Volurnenteil Magnesit aus 1,5-3 Volumenteilen Quarzsand und aus.l - 1,5 Volumenteilen Magnesiumchlorid und Wasser besteht..

4. Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß die Oberschicht (12) aus einem Volurnenteil Anhydrit und 2-3 Volumenteilen Quarzsand und V/asser besteht.

5. Konstruktion nach einem der Ansprüche 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht-. (11) aus Mineralwolle-Fasermaterial besteht, dessen Pasern parallel zur Oberfläche der Grundfläche ausgerichtet sind.

6. Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 oder 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) und die Oberschicht (12) zusammen eine Resonanzfrequenz haben, die unterhalb. 100 Hz liegt, und vorzugsweise zwischen 25 und 50 Hz.

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