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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wasserdichten
Vorsatzschicht auf Auskleidungen von Feuchträumen.
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Sollen
die Wände
und Decken von Feuchträumen,
wie von Schwimmbädern,
Dampfbädern, Tepidarien
und dergl., mit einer wasserdichten Vorsatzschicht ausgerüstet werden,
so stellen hohe Luftfeuchtigkeit und Kondensation von Wasser an
den Wänden
bautechnische Probleme dar. Gefordert werden für derartige Räume weitgehend
Wasser- und Dampfsperrfähigkeit
sowie ästhetisch
einwandfreies Aussehen.
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Hat
die Luft einer Schwimmhalle beispielsweise eine Temperatur von 30°C bei 60%
relativer Luftfeuchtigkeit, so enthält 1 m3 Luft
ca. 19 g Wasser. Die Vorsatzschicht muss deshalb als absolut dichte Wassersperre
und als „Dampfbremse" wirken, soweit dies
technisch möglich
ist. Einmal in die Wand oder Decke eingedrungener Wasserdampf unterschreitet innerhalb
der Wand oder Decke die Taupunktstemperatur und wird dort zu flüssigem Wasser,
welches Scha den anrichten kann. Daher muss das Eindringen von Dampf
möglichst
vermieden werden. Man spricht in diesen Fällen von einer „Dampfbremse", da Wasserdampf
zwar weitgehend zurückgehalten
werden kann, aber nicht so vollständig am Eindringen gehindert
werden kann wie flüssiges
Wasser.
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Es
ist bekannt, bei Feuchträumen
eine Dampfsperre mit einer Wärmedämmung zu
kombinieren. Die Wärmedämmung wird
vorzugsweise mit Hartschaum-Paneelen aufgebaut, die auf ihrer Außenseite
mit einem dampfdichten Material beschichtet werden. Es können aber
auch ganze Bauwerksteile, zum Beispiel Kuppeln oder Rundnischen,
aus Hartschaum ein- oder mehrteilig angefertigt sein. Auch diese
Teile werden mit einer Dampfsperrschicht versehen. Es lässt sich
hierdurch erreichen, dass eine Oberflächentemperatur der Wände meist
oberhalb der Taupunktstemperatur liegt, soweit nicht eine hohe Lufttemperatur
(beispielsweise oberhalb 30°C) vorhanden
ist. Bei Dampfbädern
mit höheren
Temperaturen und damit größerem Wassergehalt
pro Kubikmeter Luft bilden sich allerdings an der Oberfläche der
Feuchtraumwände
Kondensattropfen.
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Diese
Tropfen sammeln sich zu größeren Tropfen
bei glatten Oberflächen
an bestimmten, tiefer liegenden Punkten der Decke und tropfen herab.
Da das Tropfenwasser immer noch eine Temperatur von circa 80°C hat, können bei
Personen, auf deren Haut die Tropfen auftreffen, Verbrühungen auftreten.
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Es
werden deshalb die Beschichtungsstoffe, die auf die Wände und
Decken aufgebracht werden, mit einer zerklüfteten Struktur versehen, so
dass nur kleine Tropfen (»Mikrotröpfchen«) entstehen
können.
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Allerdings
ergeben sich bei der Herstellung einer zerklüfteten Struktur einige Probleme:
- • Um
eine nach technischen Möglichkeiten
dichte Dampfsperre zu erreichen, müssen mehrere, d. h. bis zu
sieben Schichten von Beschichtungsstoffen auf die Hartschaum-Paneele
aufgebracht werden. Das Verteilen und Strukturieren geschieht in
zeitaufwändiger
Handarbeit mithilfe von Spachteln und Fellrollen. Da nur auf einer
ausgehärteten Schicht
eine weitere Schicht aufgetragen werden kann, die zudem noch teilweise
im ausgehärteten Zustand
geschliffen werden muss, sind mehrere Tage Arbeitszeit bis zur endgültigen Fertigstellung der
Dampfsperre erforderlich.
- • Bei
der Oberflächen-Strukturierung
mit Spachteln und Rollen bleiben scharfe Spitzen und Grate, die
nach dem Aushärten
des Beschichtungsstoffes bei Kontakt zu Hautabschürfungen
und Verletzungen führen
können.
Man kann die Spitzen und Grate zwar durch Abschleifen weitgehend
entfernen. Dies erfordert jedoch weitere Arbeitsgänge und
verschlechtert außerdem
die Mikrotröpfchen-Bildung.
- • Auch
hochwertige Fellrollen verkleben beim Auftragen der Beschichtungsstoffe
rasch, so dass sie nach kurzer Zeit entweder ausgewechselt oder gereinigt
werden müssen.
Dies führt
zu einer Arbeitsverzögerung
und Kostenerhöhung.
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Es
stellt sich damit die Aufgabe, den Verfahrensablauf zu vereinfachen
und damit die Arbeitszeit zu verkürzen, ohne Zugeständnisse
bei der erzielten Dichtigkeit und Isolationsfähigkeit der Vorsatzschicht in
Kauf zu nehmen. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Hartschaum-Paneele
oder andere Bauteile entweder sich bereits im oder am Bauwerk befinden oder
in einer Werkstatt entsprechend vorbereitet werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einem verfahren der eingangs genannten Art mit
den Verfahrensschritten nach Patentanspruch1.
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Das
Blasen mit einem gerichteten Luftstrom erzeugt eine wellenartige
Struktur, die der Formation ähnelt,
die bei einer Windstärke
von Beaufort 6 bis 7 als Gischtwellen auf einer
ausgedehnten Wasseroberfläche
entsteht. Dabei ist allerdings zu beachten, dass die Beschichtungsstoffe
die einmal angenommene dreidimensionale Struktur behalten, also
nicht zerfließen. Ähnliche
Strukturen können
auch durch Spachteltechnik erreicht werden. So zeigt das Buch TECHNOLOGIE
MALER UND LACKIERER (Verfasser: W. Beermann und andere, 2. Aufl.
2000, Verlag Gehlen, Bad Homburg vor der Höhe) auf Seite 147 eine 5 mit zwei Latex-Plastik-Beschichtungen, bei
denen mit einem Spachtel eine grobe und feine »Gischt-Formation« erzielt
worden ist.
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Ein
besonderer Vorteil ist, dass eine Dampfdichtheit, die normalerweise
erst nach mehr als drei Schichten erreicht wird, bei dem neuen Verfahren schon
mit einer Schicht erzielt wird. Zwar werden auch bei der Erstellung
der ersten, unstrukturierten Ausgangsschicht zumeist noch Fellrollen
benötigt;
da aber nur eine Schicht aufzubringen ist, kann die Fellrolle nach
dem Aufbringen in einem Reinigungsbad verbleiben und leicht wieder
reaktiviert werden.
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Durch
das Anblasen mit einem Luftstrom werden scharfe Zacken und Grate
vermieden; dort wo sie aufgetreten sind, können sie durch weiteres Anblasen
gezielt entfernt werden.
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Als
Beschichtungsstoffe für
die Dampfsperre kommen solche in Frage, die in ihrer Viskosität und Thixotropie
so eingestellt werden können,
dass sie die genannten, erforderlichen Eigenschaften erhalten. Sie
können
im Wesentlichen aus der Gruppe folgender Verbindungen ausgewählt werden:
Alkydharze,
Polyesterharze, Polyurethanharze, Epoxydharze, Zweikomponenten-Epoxydharze,
Polyacrylate oder Zweikomponenten-Polyacrylate, Styrol-Butadien-Kautschuk,
Bitumen-Massen oder aus Gemischen zweier oder mehrerer der vorgenannten Komponenten.
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Es
hat sich gezeigt, dass für
das Anblasen die Düse
einer Granulatauftrags-Druckluftpistole geeignet ist, wobei das
letztgenannte Gerät
in den meisten Malerwerkstätten
zur Verfügung
steht.
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Vorzugsweise
sollte die Ausgangsschichtdicke des breiartigen Beschichtungsstoffes
nach dem Auftragen zwischen 0,3 und 5 mm liegen. Diese Ausgangsschicht
vor dem Anblasen wird vorzugsweise durch Aufrollen und nachfolgendes
Spachteln aus dem breiartigen Beschichtungsstoff hergestellt. Beispielsweise
kann die Schichtdicke mithilfe eines Kammspachtels eingestellt werden.
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Bei
den verwendeten Hartschaumpaneelen oder Hartschaum-Bauwerksteilen ist
vorzugsweise ein Hartschaum-Kern vorhanden, der wenigstens auf der
zu beschichtenden Seite mit einer Kunststoff-Mörtelschicht belegt ist. Derartige
Paneele werden beispielsweise als WEDI-Platten auf den Markt gebracht.
Bei ihnen ist die Kunststoff-Mörtelschicht mit
einer Matte armiert, vorzugsweise mit einer Matte aus einem Gewebe,
einem Vlies oder einem Gelege aus Glasfasern. Vorzugsweise handelt
es sich bei den verwendeten Paneelen um Hartschaumplatten, die im
Ganzen oder deren Kerne aus Polystyrol-Hartschaum bestehen.
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Das
Anblasen kann weiterhin vorteilhaft so gerichtet und forciert sein,
dass der Beschichtungsstoff in Risse und Vertiefungen durch den
gerichteten Luftstrom eingedrückt wird.
Hierdurch ergibt sich ein besonderer Vorteil bei der Herstellung
von Dampfsperren.
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Die
Geschwindigkeit der Anblasluft liegt vorzugsweise bei Auftreffen
auf die Beschichtung zwischen 30 und 150 m/sec.
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Die
Parameter Viskosität
und Fließverhalten können je
nach Arbeitsmöglichkeiten,
Temperatur und Arbeitsgeschwindigkeit von einem Fachmann empirisch
ermittelt und eingestellt werden. Vorzugsweise liegt die Viskosität des Beschichtungsstoffes während des
Anblasens zwischen 1 und 50 Pa·sec bei
einer Verarbeitungstemperatur zwischen 18° und 25°C, weiter vorzugsweise zwischen
1,5 und 10 Pa·sec.
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Auch
ist der Beschichtungsstoff vorzugsweise so eingestellt, dass er
sich bei einer Verarbeitungstemperatur zwischen 18° und 25°C thixotrop verhält. Thixotropes
Verhalten bedeutet, dass der Beschichtungsstoff sich gelartig verhält und dass
sich bei Einwirkung mechanischer Kräfte, z. B. beim Anblasen, die
Viskosität
sich bis zur Verflüssigung
erniedrigt und nach Aufhören
der mechanischen Beanspruchung sich wieder verfestigt. In einem
solchen Falle behält
der Beschichtungsstoff die bei Änderung angenommene
dreidimensionale Struktur bei und härtet anschließend weiter
aus.
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Dem
Beschichtungsstoff können
vor dem Auftragen auch ein oder mehrere Bindemittel, Füllstoffe
und/oder Pigmente beigemischt werden. Genannt seien insbesondere
auch hydrophobe Kieselsäure,
die dem Beschichtungsstoff als thixotropierende Mittel beigemischt
wird, sowie Glas- und Kunststofffasern sowie so genannte Flakes.
Auch ist möglich,
dass bei dem Verfahren vor oder nach dem Erhärten des Beschichtungsstoffes
die Oberfläche
besandet, bestäubt
und/oder mit einem Anstrich versehen wird.
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Die
Beschichtung gemäß dem hier
beschriebenen Verfahren kann auch auf eine Hartschaumplatte oder
einen Hartschaum-Baukörper
als einzubauendes Fertigteil aufgebracht werden. Auch andere Fertigbauteile,
insbesondere solche, die sich aus Hartschaum formen oder schneiden
lassen, können vor
dem Einbau derartig beschichtet werden. Die Verfahrensmerkmale lassen
sich demnach sowohl auf in situ aufgebrachte als auch auf vorgefertigte
Bauteile anwenden, die die genannten Dampfbrems-Eigenschaften aufweisen
sollen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
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Die
Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
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1:
ein Hartschaum-Paneel mit einer in Bearbeitung befindenden Dampfsperren-Beschichtung;
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2:
zwei Beispiele der fertigen Beschichtung, von oben gesehen.
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Um
ein für
eine Wärme
isolierende Auskleidung geeignetes Hartschaum-Plattenelement 100 herzustellen,
wird ein Schaumstoff-Paneel 2 als Träger eingesetzt. Es handelt
sich um eine handelsübliche
Platte von 15 bis 25 mm Dicke aus extrudiertem Polystyrol-Schaumstoff.
Derartige Platten werden beispielsweise von DOW CHEMICALS unter
der Bezeichnung STYROFOAM® angeboten. Die Platten sind
an ihrer Oberseite geglättet,
aber nicht porenfrei.
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Um
das Paneel 2 mit einer dampfdichten Beschichtung zu belegen,
wird eine handelsübliche
Beschichtungsmasse angerührt,
die auf Epoxydharz beruht. Es eignet sich beispielsweise ein Produkt
mit der Bezeichnung ES-Dampfbremse, das von der Firma Seifert-Spezialbaustoffe
GmbH, Haltern, vertrieben wird. Ausgegangen wird von einer Epoxydharzlösung und
einem Härter,
z. B. Di-Ethylen-Triamin. Die Komponenten werden unmittelbar vor
Gebrauch im vorgeschriebenen Verhältnis gemischt und gerührt, so
dass ein dünn-
bis dickflüssiger
Brei entsteht, der aus dem Rührgefäß auf die
Oberseite des Paneels aufgegossen werden kann.
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Die
Verarbeitungstemperatur beträgt
23°C ± 2°C. Zusätzlich wird
ein Farbpigment, nämlich
Titandioxid, in einem Anteil von 5 Gew.-% beigefügt. Außerdem sind der Masse noch
5 Gew.-% Glasfasern mit einer Dicke von 0,06 mm und einen mittleren
Titer von 3 mm zugemischt.
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Das
Paneel wird an seiner Oberseite vor dem Aufgießen der Beschichtungsmasse
mit einer Alkydharz-Grundierung 3 in vorgeschriebener Dicke bestrichen,
um eine gute Haftvermittlung zwischen Epoxydharz-Schicht und Paneel 2 herbeizuführen. Auch
die Grundierung kann beispielsweise 10 Gew.-% Glasfasern der vorgenannten
Art enthalten.
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Der
aufgegossene Beschichtungsstoff 11 hat eine breiartige
Konsistenz und härtet
nach einer Topfzeit von etwa 60 Minuten vollständig aus. Er wird zunächst mit
einer groben Zahnspachtel 4 auf eine Schichtdicke von 2–5 mm gebracht,
wobei eine streifenartig strukturierte Oberfläche entsteht. Anschließend wird
die Ausgangsschicht mit einer Fellrolle geglättet und in Bezug auf ihre
Dicke homogeni siert. Die Glättung
und Homogenisierung kann auch in anderer Reihenfolge und mit anderen,
an sich dem Maler bekannten Instrumenten, durchgeführt werden.
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Es
entsteht eine für
eine weitere dreidimensionale Veränderung geeignete Schicht 10 mit
einer Dicke, die bei Änderung
bis zur Aushärtung
ihre dreidimensionale Struktur beibehält. Sie verhält sich
demnach zunächst
wie ein Gel.
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Die
Schicht 10 kann seitlich durch einen Rahmen (nicht dargestellt)
begrenzt sein. Die aufliegende Schicht ist noch nicht so dampfdicht
wie erwünscht,
zeigt möglicherweise
noch dünne
Stellen, Auslassungen und ist noch nicht in alle Risse und Oberflächen-Poren
des darunter liegenden Paneels eingedrungen. Sie wird in den folgenden
Schritten weiter dreidimensional strukturiert.
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Diese
Strukturierung geschieht mit einer Luftpistole 5, auf die
ein Granulat-Trichter 6 (gestrichelt angedeutet) aufgesetzt
werden kann. Die Luftpistole 5 ist an einen Luftschlauch 7 angeschlossen, der
an einem Kompressor-Tank
mit ca. 6 bar Überdruck
endet und entsprechende Druckluft überträgt.
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Die
Druckluftpistole 5 ist mit einem Trichter 6 auszurüsten und
stellt damit eine Granulat-Auftrags-Druckluftpistole dar. Die untere
Trichteröffnung endet
im Bereich einer Venturi-Düse,
die im Innern der Luftpistole eingebaut ist. Im vorliegenden Falle wird
zunächst
jedoch der Trichter weggelassen. Die Druckluft entströmt dem Mundstück 8 der
Druckluftpistole 5, mit einer Geschwindigkeit zwischen
30 und 150 m/sec. Der Durchmesser des Mundstückes kann entsprechend der
gewünschten
Geschwindigkeit verschieden dimensioniert sein. Als übliches
Maß haben sich
Durchmesser zwischen 10 und 20 mm, vorzugsweise 15 mm erwiesen.
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Die
aus der Luftpistole 5 ausströmende Luft wirkt in einer Entfernung
zwischen 3 und 15 cm auf die Schicht 10 ein und wirft auf
der Oberfläche
wellen- und gischtartige Konfigurationen 12 mit Spitzen 13,
Graten 14 sowie Vertiefungen 15 auf. Der Höhenunterschied
von der tiefsten bis zur höchsten
Stelle nach der Konfigurationsgestaltung beträgt etwa die Hälfte der
ursprünglich
vorhandenen Schichtdicke, so dass diese zwischen dem 0,5 und 1,5-fachen der ursprünglichen
Schichtdicke schwankt. Die Viskosität des Beschichtungsstoffes
liegt bei Beginn der Bearbeitung zwischen 1,5 und 10 Pa·sec. Dabei
wird je nach Position des Beareitungsfeldes- liegend, senkrecht
oder an der Decke hängend – mit der
entsprechenden Viskosität
und Thixotropie gearbeitet, wobei darauf geachtet wird, dass die
erhaltende Struktur nicht zerfließt.
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Die
linke Seite der 2 zeigt eine relativ grobe Struktur.
Der seitlich angebrachte Maßstab
(10 mm) lässt
die Größe etwa
erkennen. Die rechte Seite der 2 zeige
eine feinere Oberflächenstruktur,
wie sie bei niedriger Viskosität
und kürzeren
Schwingungsbewegungen der Luftpistole erreicht werden kann. Selbstverständlich lassen
sich auch Zwischenstufen und gröbere
oder noch feinere Strukturen erzielen. Charakteristisch bei der
Struktur auf der rechten Seite ist, dass noch ein gewisser Untergrund
erkennbar ist, was an sich nicht bei der Strukturierung angestrebt
wird.
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Anstelle
eines Hartschaumpaneels mit freier Kunststoffoberfläche kann
auch ein Paneel verwendet werden, das vor der Dampfsperren-Beschichtung,
wie zunächst
beschrieben, mit einer bewehrten Mörtelschicht belegt wird. Als
Armierung wird in die Mörtelschicht
eine ca. 0,3 bis 10 mm dicke Glasfaser-Gewebematte mit einer Maschenweite
zwischen 2 bis 10 mm eingelegt. Anstelle von Glasfasermatten können auch
Vliese oder Gelege verwendet werden. Auch kann anstelle der Glasfaser
eine andere Faser, z. B. eine Kunststoff- oder Carbonfaser verwendet werden.
Derartige Paneele mit Glasfaser-Armierung und Mörtelbeschichtung sind als WEDI-Platten
bekannt. Ein Herstellungsverfahren ist in
DE 42 34 269 A1 beschrieben.
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Auf
die Mörtelschicht
derartiger Paneele lässt
sich eine Dampfsperren-Schicht 10, wie beschrieben, ebenfalls
aufbringen.
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Es
ergibt sich der Vorteil, dass die Glasfaser-Formation der Oberfläche, wie
in der 2 im Mittelfeld zu erkennen, durch die Oberflächen-Struktur
der Schicht 10 völlig
verdeckt und optisch unsichtbar gemacht ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wurde anhand der Beschichtung einer einzelnen Paneele
beschrieben. Seine wesentliche Bedeutung hat das Verfahren jedoch
darin, dass bereits bestehende Bauwerksteile, die entweder mit Hartschaum-Platten ausgekleidet
sind oder als Hartschaum-Teile
gestaltet sind, mit der erfindungsgemäßen Methode zu beschichten
sind, wobei die Beschichtung im Prinzip in zwei Arbeitsgängen vollzogen
werden kann. Fugen und Übergänge lassen
sich mit dem Beschichtungsverfahren kaschieren und abdichten.
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Zunächst wird
eine gewisse Menge des Beschichtungsmittels aufgebracht, wie sie
innerhalb der Topfzeit ohne weiteres verarbeitet werden kann. Die Schicht
wird gleichmäßig und
dicken-homogen verteilt. Anschließend erfolgt das Strukturieren,
Verdichten sowie Auffüllen
der Risse und Vertiefungen durch den gerichteten Luftstrom. Das
ist sogar relativ mühelos
bei einem „Arbeiten über Kopf" möglich. Während nach
dem Stand der Technik fünf
und mehr Schichten aufgebracht werden mussten, bis eine Dampfbremse
zuverlässig
dicht war, genügt
jetzt bei dem neuen Verfahren, die vorgenannten beiden Arbeitsgänge durchzuführen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Bauteile, insbesondere
Kuppeln oder Erker, die bisher nur sehr schwierig am Ort der Baustelle
zu beschichten waren, mit dem Verfahren wasserdicht hergestellt
werden können.
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Das
Verfahren beschränkt
sich in seiner Anwendung allerdings nicht nur auf Hartschaum-Paneele,
sondern kann auch auf Bauplatten angewendet werden, die normalerweise
im Feuchtraum-Bau nicht angewendet werden, z. B. Gipskarton-Platten. Wie bekannt,
werden letztere deshalb nicht für Feuchträume und
Schwimmhallen empfohlen, da sie zu erhöhter Feuchtigkeitsaufnahme
neigen und dann ihre Festigkeit verlieren können. Wird dieses Risiko nicht
beachtet, so lässt
sich die genannte Beschichtung und Konstruktion auch auf solche
Platten anwenden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass Luftpistolen normalerweise nur mit
einer einzigen Düse
arbeiten. Es lassen sich aber ohne weiteres auch mehrere Luftpistolen
zu einem Arbeitswerkzeug koppeln bzw. es lässt sich eine Luftpistole denken,
die mehrere Ausgänge
oder eine Breitschlitzdüse
hat, so dass breitflächig
oder mit einer größeren Bearbeitungsfläche gearbeitet
werden kann.
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Es
sei auch darauf hingewiesen, dass möglicherweise eine automatisierte
Vorrichtung verwendet werden kann, bei der über einen Schlitten, der über die
zu bearbeitende Fläche
fährt und
an dem wenigstens eine Luftpistole befestigt ist, eine ähnliche
Struktur erzielt werden kann, wie in der vorliegenden Beschreibung
dargestellt.
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Die
als relativ einfaches Werkzeug beschriebene Luftpistole kann auch
mit einem Granulat-Austragstrichter verbunden sein. Hierbei lässt sich
dann eine Oberfläche
nachträglich
noch bearbeiten, beispielsweise Besanden, Bestäuben oder mit einem Farbauftrag
versehen.
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Auch
kann die Beschichtungsmasse mit verschiedensten Füllstoffen,
auch so genannten Flaks, angereichert werden, ohne dass dies zu
Schwierigkeiten bei der Strukturierung gemäß erfinderischen Verfahrens
führt.
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Die
Erfindung bezieht sich demnach sowohl auf Bauplatten, insbesondere
Hartschaumplatten als einzubauendes Fertigteil, die mit einer Beschichtung versehen
sind, wie sie beschrieben wurde. Sie bezieht sich ferner auf die
Anwendung des Beschichtungsverfahrens auf andere Bauplatten, insbesondere
Gipskarton-Platten. Insbesondere bezieht sich das Verfahren auf
das Beschichten bereits eingebauter oder als Baumodul vorgefertigtes
Teil, das entsprechend dampfdicht behandelt werden muss.
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Schließlich soll
auch darauf verwiesen werden, dass sowohl Beschichtungsstoffe verarbeitet werden,
die hart wie Duroplaste aushärten,
aber auch solche, die elastisch bleiben. Hier sei insbesondere Styrol-Butadien-Kautschuk
genannt.