WO2000079074A1 - Holzfussboden - Google Patents

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Elke Kraft
Thorsten Kraus
Jürgen KÖSSLER
Ralf Heinzmann
Roland Schneider
Hans-Christoph Thielemann
Morten Muschak
Norbert Singer
Michael GEISSBÜHLER
Josef Wolf
Beat MÄRKI
Dieter Geng
Ueli Pfenninger
Philippe De Vriendt
Fabio Guerrini
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    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
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    • E04F15/04—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements only of wood or with a top layer of wood, e.g. with wooden or metal connecting members

Definitions

  • the invention relates to a floor consisting of a curable adhesive spread on a sub-floor in a continuous layer and of covering elements made of wood or a wood-based material that are fully connected to the adhesive on their surface to be bonded.
  • Adhesives which are composed of binders based on natural and / or synthetic resins with suitable solvents and additives are usually used to bond the covering elements, which are designed, for example, as parquet strips.
  • the parquet adhesives according to the applicable DIN 281 have a shear strength of at least 3 to 3.5 N / mm 2 , which leads to a hard and brittle connection of the covering elements to the sub-floor.
  • the adhesive is applied with a notched trowel.
  • When laying parquet it must also be taken into account that the parquet wood expands when it absorbs moisture or shrinks when it dries back. When laying, the parquet wood usually contains 9% water.
  • the moisture can change due to water absorption in the fresh building via the sub-floor or the surroundings or due to variable air humidity at the turn of the year.
  • the resulting expansion and contraction must be absorbed or absorbed by the parquet adhesive.
  • the parquet rods shrink when they are re-dried. Since the hard parquet adhesives large joints between the parquet bars often result.
  • the object of the invention is to develop a floor which is able to transmit the shear forces from wood covering elements which occur during moisture absorption and re-drying to the sub-floor without tearing open the adhesive connection and bulging the floor covering.
  • the solution according to the invention is based on the idea that the forces occurring when the covering elements expand and shrink can only be transferred to the sub-floor without an inadmissible local increase in force if they are evenly reduced over the entire adhesive surface within the adhesive layer.
  • the adhesive layer has a thickness of 0.5 to 5 mm and that the adhesive has a tensile shear strength in the hardened state, which is smaller than that of the sub-floor.
  • the average shear strength of cement screed is approximately 1.2 N / mm 2 . Accordingly, an adhesive is selected whose shear strength is less than 1.2 N / mm 2 , preferably 0.6 to 1.0 N / mm 2 .
  • a reaction adhesive is advantageously chosen which cures with a Shore hardness (A) of 20 to 35. With these measures it is achieved that in the event of expansion or shrinkage, the forces acting on the adhesive layer are distributed uniformly over the entire adhesive surface. There are no force or pressure peaks that could lead to detachment or breakage of the adhesive connection. The distribution of forces ensures that the floor covering can deform less even when over-humidified or when it dries back. The covering elements are supported and held over a large area without partial breaks in the adhesive. This prevents the plywood from bulging out. Conversely, the joint formation is also reduced in the case of re-drying. Investigations have shown that the covering elements are somewhat compressed at their contact joints in the event of over-moistening.
  • the adhesive consists of a reaction adhesive, preferably of polyurethane or polyurethane hybrid that cures with the absorption of water.
  • the adhesive can consist of MS polymers (Modified Silicons).
  • the invention further relates to the use of elastic adhesives with a high elongation at break, which cure with a tensile shear strength of less than 1.2 N / mm 2 , preferably from 0.6 to 1.0 N / mm 2 , for bonding Wooden floors on a sub-floor, preferably made of screed or concrete.
  • the adhesive according to the invention is advantageously used Apply a layer thickness of 0.5 to 5 mm on the sub-floor using a notched trowel.
  • FIG. 1 shows a section through a wooden floor.
  • Fig. 2 is a shear stress-strain diagram for DIN parquet adhesives and adhesives according to the invention.
  • the parquet floor shown in FIG. 1 in a sectional view consists of an adhesive 12 spread from a subfloor 10 made of screed in a continuous layer and of parquet bars 16 connected to the surface 12 to be bonded over its entire surface.
  • the adhesive expediently consists of one-component polyurethane that cures with water absorption, which in the cured state has a shear strength ⁇ of less than 1.2 N / mm 2 .
  • the shear strength ⁇ is the quotient of the maximum force F max and the adhesive area A of the parquet adhesive connection:
  • the stress-strain curve ⁇ f ( ⁇ ) of various adhesives 1 and 2 is shown in the stress-strain diagram according to FIG. 2.
  • the end of the respective curve defines the tensile shear strength of the adhesive used, which is approximately 3.5 N / mm 2 for DIN adhesives 1 and approximately 0.7 N / mm 2 for the adhesives 2 according to the invention.
  • the average tensile shear strength of cement screed is also shown in the diagram in dashed line 3 as a reference value.
  • the adhesive 2 according to the invention belongs to the elastic adhesives, while the parquet adhesives 1 according to DIN 281 are inelastic.
  • the elastic parquet bonding does not allow any movement of the wood due to the even distribution of tension.
  • the bond is shear resistant.
  • a material-appropriate connection from the parquet to the screed is guaranteed:
  • the tensile shear strength of the proposed elastic adhesives 2 of 0.7 N / mm 2 is significantly lower than the surface strength of the screed (1, 2 N / mm 2 ).
  • the hardness of the cured adhesive 2 is approximately 20 to 30 Shore (A). There is therefore no screed damage. For this reason, a primer is not required to consolidate the screed surface.
  • the rigid DIN adhesives with 3.5 N / mm 2 are significantly above the tensile shear strength of the screed.
  • tension peaks occur at the edges of the covering elements.
  • the forces generated by the movement of the wood are not reduced across the surface.
  • Even an increase in the adhesive area does not lead to an improvement.
  • elastic bonding on the other hand, the force is distributed over the entire adhesive surface: there are no tension peaks. As a result, significantly higher forces can be transmitted with less tensile stress on the subsurface.
  • elastic bonding there is hardly any shifting between the parquet elements. In addition, an unraveling of the parquet elements is avoided.
  • parquet adhesives The general properties of the parquet adhesives used are as follows:
  • the invention relates to a wooden floor, consisting of a curable adhesive 12 spread on a sub-floor 10 in a continuous layer and covering surface 16 of wood or a wood-based material that is completely bonded to the adhesive on its surface 14.
  • the adhesive layer 12 has a thickness of 0.5 to 5 mm and that the adhesive 12 in the hardened state has a tensile shear strength which is smaller than that of the subfloor 10 and is at most 1.2 N / mm 2 .

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Holz-Fussboden, bestehend aus einem auf einem Unterboden (10) in durchgehender Schicht aufgestrichenen aushärtbaren Klebstoff (12) und an ihrer zu verklebenden Fläche (14) vollflächig mit dem Klebstoff verbundenen Belagelemente (16) aus Holz oder einem Holzwerkstoff. Um eine hohe Formstabilität des Fussbodenbelags zu erhalten, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass die Klebstoffschicht (12) eine Dicke von 0,5 bis 5mm aufweist, und dass der Klebstoff (12) im ausgehärteten Zustand eine Zugscherfestigkeit aufweist, die kleiner als diejenige des Unterbodens (10) ist und höchstens 1,2 N/mm2 beträgt.

Description

Holzfußboden
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Fußboden, bestehend aus einem auf einem Unterboden in durchgehender Schicht aufgestrichenen, aushärtbaren Klebstoff und aus an ihrer zu verklebenden Fläche vollflächig mit dem Klebstoff verbundenen Belagelementen aus Holz oder einem Holzwerkstoff.
Zum Verkleben der beispielsweise als Parkettstäbe ausgebildeten Belagelemente werden üblicherweise Klebstoffe verwendet, die aus Bindemitteln auf der Basis von Natur - und/oder Kunstharzen mit geeigneten Lösungsmitteln und Zusätzen zusammengesetzt sind. Die Parkettklebstoffe nach der geltenden DIN 281 weisen eine Scherfestigkeit von mindestens 3 bis 3,5 N/mm2 auf, die zu einer harten und spröden Verbindung der Belagelemente mit dem Unterboden führen. Der Klebstoff wird mit einer Zahnspachtel aufgetragen. Bei der Parkettverlegung muß außerdem berücksichtigt werden, daß das Parkettholz bei Feuchtigkeitsaufnahme sich ausdehnt oder bei der Rücktrocknung schrumpft. Beim Verlegen enthält das Parkettholz übli- cherweise 9% Wasser. Die Feuchte kann sich durch Wasseraufnahme im frischen Bauwerk über den Unterboden oder die Umgebung oder durch variable Luftfeuchtigkeit im Jahreswechsel ändern. Die dabei entstehenden Ausdehnungen und Schrumpfungen müssen vom Parkettklebstoff aufgenommen oder aufgefangen werden. Dabei entstehen erhebliche Scherkräfte. Diese Scherkräfte können in ungünstigen Fällen zu einem Aufwölben des Parkettholzes oder zu Fugen- und Rißbildungen führen. Im Falle eines Bruches kommt es häufig vor, daß nicht nur die Klebeverbindung, sondern auch der Unterboden aus Zementestrich zerstört wird. Dies rührt daher, daß die Zugscherfestigkeit des Zementestrichs relativ niedrig ist im Vergleich zu den Parkettklebstoffen nach DIN 281. Bei einer Rücktrocknung schrumpfen andererseits die Parkettstäbe. Da die harten Parkettklebstoffe eine Rückdeh- nung an der Klebestelle nicht zulassen, ergeben sich oft große Fugen zwischen den Parkettstäben.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fußbo- den zu entwickeln, der die bei Feuchtigkeitsaufnahme und Rücktrocknung auftretenden Scherkräfte von Holz-Belagelementen auf den Unterboden ohne Aufreißen der Klebeverbindung und Aufwölben des Fußbodenbelags zu übertragen vermag.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, daß die beim Ausdehnen und Schrumpfen der Belagelemente auftretenden Kräfte nur dann ohne eine unzulässige lokale Kraftüberhöhung auf den Unterboden übertragen werden können, wenn sie innerhalb der Klebstoff Schicht über die gesamte Klebefläche gleichmäßig abgebaut werden. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Klebstoffschicht eine Dik- ke von 0,5 bis 5 mm aufweist und daß der Klebstoff im ausgehärteten Zustand eine Zugscherfestigkeit aufweist, die kleiner als diejenige des Unterbodens ist. Die Scherfestigkeit von Zementestrich beträgt im Mittel etwa 1 ,2 N/mm2. Dementsprechend wird ein Klebstoff ausgewählt, dessen Scher- festigkeit weniger 1 ,2 N/mm2, vorzugsweise 0,6 bis 1 ,0 N/mm2 beträgt. Vorteilhafterweise wird ein Reaktionsklebstoff gewählt, der mit einer Shore-Härte (A) von 20 bis 35 aushärtet. Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, daß im Ausdehnungs- oder Schrumpfungsfall die an der Klebstoffschicht angreifenden Kräfte gleichmäßig über die gesamte Klebefläche verteilt werden. Es treten keine Kraft- oder Druckspitzen auf, die zu einer Ablösung oder zu einem Bruch der Klebeverbindung führen könnten. Die Verteilung der Kräfte sorgt dafür, daß sich der Fußbodenbelag auch bei Überfeuchtung oder bei Rücktrocknung weniger verformen kann. Die Belagelemente werden großflächig unterstützt und gehalten, ohne daß es zu Teilbrüchen im Klebstoff kommt. Dadurch wird vermieden, daß sich das Belagholz aufwölben kann. Umgekehrt wird auch im Rücktrocknungsfall die Fugenbildung reduziert. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Belagelemente im Falle der Überfeuchtung an ihren Berührungsfugen etwas verpreßt werden. Aufgrund der Holzpressung treten geringfügige Verformungen innerhalb des Holzes im Kantenbereich auf, die jedoch nach außen hin kaum sichtbar sind. Im Falle der erfindungsgemäßen elastischen Verklebung erhält man somit eine weitgehend gleichmäßige Flächenbelastung oder Kraftverteilung über die Fläche. Dies bedeutet, daß eine um so größere Kraftübertragung möglich ist, je größer die verklebte Fläche ist. Außerdem erhält man eine untergrundschonende Haftung oder Verklebung. Die weitgehend elastische Verbindung sorgt außerdem dafür, daß eine erhebliche Trittschallminderung im Vergleich zu den harten Verklebungen eintritt. Das überraschende Ergebnis der erfindungsgemäßen Fußbodenverklebung besteht also darin, daß man trotz niedrigerer Scherfestigkeit der verwendeten Klebstoffe wegen der fehlenden Spannungsspitzen wesentlich höhere Kräfte übertragen kann als mit den üblichen starren DIN-Klebstoffen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Klebstoff aus einem Reaktionsklebstoff, vorzugsweise aus unter Wasseraufnahme aushärtendem Polyurethan oder Polyurethanhybrid besteht. Alternativ dazu kann der Klebstoff aus MS-Polymeren (Modified Silicons) bestehen.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verwendung von elastischen Klebstoffen mit hoher Bruchdehnung, die mit einer Zugscherfestigkeit von weniger als 1 ,2 N/mm2, vorzugsweise von 0,6 bis 1 ,0 N/mm2 aushärten, zum Ver- kleben von Fußböden aus Holz auf einem Unterboden vorzugsweise aus Estrich oder Beton. Der erfindungsgemäße Klebstoff wird zweckmäßig mit einer Schichtdicke von 0,5 bis 5 mm mit Hilfe einer Zahnspachtel auf dem Unterboden aufgetragen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Holzfußboden;
Fig. 2 ein Scherspannungs-Dehnungsdiagramm für DIN-Parkettkleb- Stoffe und erfindungsgemäße Klebstoffe.
Der in Fig. 1 in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung gezeigte Parkettfußboden besteht aus einem aus einem Unterboden 10 aus Estrich in durchgehender Schicht aufgestrichenen Klebstoff 12 und aus an ihrer zu verkle- benden Fläche 14 vollflächig mit dem Klebstoff 12 verbundenen Parkettstäben 16. Der Klebstoff besteht zweckmäßig aus unter Wasseraufnahme aushärtendem einkomponentigem Polyurethan, das im ausgehärteten Zustand eine Scherfestigkeit τ von weniger als 1 ,2 N/mm2 aufweist. Die Scherfestigkeit τ ist dabei der Quotient aus der Höchstkraft Fmax und der Klebefläche A der Parkett-Klebstoffverbindung:
~~ ' max' A
In dem Spannungs-Dehnungsdiagramm nach Fig. 2 ist der Spannungs- Dehnungsverlauf σ = f(ε) verschiedener Klebstoffe 1 und 2 eingezeichnet. Das Ende der jeweiligen Kurve definiert die Zugscherfestigkeit des verwendeten Klebstoffs, die bei DIN-Klebstoffen 1 etwa 3,5 N/mm2 und bei den erfindungsgemäßen Klebstoffen 2 etwa 0,7 N/mm2 beträgt. Als Anhaltswert ist außerdem in gestrichelter Linie 3 die mittlere Zugscherfestigkeit von Zement- estrich in dem Diagramm eingezeichnet. Der erfindungsgemäße Klebstoff 2 gehört zu den elastischen Klebstoffen, während die Parkettklebstoffe 1 nach DIN 281 unelastisch sind.
Versuche haben gezeigt, daß die elastische Parkettverklebung trotz der niedrigen Scherfestigkeit des Klebstoffs wegen der gleichmäßigen Spannungsverteilung keine Holzbewegungen zuläßt. Die Verklebung ist schubfest. Außerdem ist eine materialgerechte Verbindung vom Parkettholz zum Estrich gewährleistet: Die Zugscherfestigkeit der vorgeschlagenen elastischen Klebstoffe 2 von 0,7 N/mm2 ist deutlich niedriger als die Oberflächen- festigkeit von Estrich (1 ,2 N/mm2). Die Härte des ausgehärteten Klebstoffs 2 liegt bei ca. 20 bis 30 Shore (A). Es treten daher keine Estrichschäden auf. Aus diesem Grund ist auch ein Voranstrich zur Verfestigung der Estrichoberfläche nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu liegen die starren DIN- Klebstoffe mit 3,5 N/mm2 deutlich über der Zugscherfestigkeit des Estrichs. Bei der Verklebung entstehen dort Spannungsspitzen an den Rändern der Belagelemente. Die durch die Holzbewegung entstehenden Kräfte werden nicht über die Fläche abgebaut. Selbst eine Vergrößerung der Klebefläche führt zu keiner Verbesserung. Bei der elastischen Verklebung wird dagegen die Kraft über die gesamte Klebefläche verteilt: Es entstehen keine Span- nungsspitzen. Dadurch können wesentlich höhere Kräfte übertragen werden bei gleichzeitig geringerer Zugbeanspruchung des Untergrunds. Mit der elastischen Verklebung kommt es daher kaum zu Verschiebungen zwischen den Parkettelementen. Außerdem wird ein Aufschüsseln der Parkettelemente vermieden.
Ausführungsbeispiel
Die allgemeinen Eigenschaften der verwendeten Parkettklebstoffe sind wie folgt:
Figure imgf000008_0001
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf einen Holz-Fußboden, bestehend aus einem auf einen Unterboden 10 in durchgehender Schicht aufgestrichenen aushärtbaren Klebstoff 12 und an ihrer zu verklebenden Fläche 14 vollflächig mit dem Klebstoff verbundenen Belagelementen 16 aus Holz oder einem Holzwerkstoff. Um eine hohe Formstabilität des Fußbodenbelags zu erhalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Klebstoffschicht 12 eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweist und daß der Klebstoff 12 im ausgehärteten Zustand eine Zugscherfestigkeit aufweist, die kleiner als diejenige des Unterbodens 10 ist und höchstens 1 ,2 N/mm2 beträgt.

Claims

Patentansprüche
1. Fußboden, bestehend aus einem auf einen Unterboden (10) in durchgehender Schicht (12) aufgestrichenen, ausgehärteten Klebstoff und aus an ihrer zu verklebenden Fläche vollflächig mit dem Klebstoff verbundenen Belagelementen (16) aus Holz oder Holzwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (12) eine Schichtdik- ke von 0,5 bis 5 mm aufweist und daß der Klebstoff im ausgehärteten Zustand eine Zugscherfestigkeit aufweist, die kleiner als diejenige des Unterbodens (10) ist.
2. Fußboden nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zugscherfestigkeit des Klebstoffs weniger 1 ,2 N/mm2, vorzugsweise 0,6 bis 1 ,0 N/mm2 beträgt.
3. Fußboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff aus einem unter Wasseraufnahme aushärtenden Reaktionsharz, vorzugsweise aus Polyurethan oder Polyurethanhybrid besteht.
4. Fußboden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff aus MS-Polymeren besteht.
5. Fußboden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff im ausgehärteten Zustand eine Härte von 20 bis 35 Shore (A) aufweist.
6. Fußboden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff im ausgehärteten Zustand eine Bruchdehnung von 300 bis 1.000 % aufweist.
7. Verwendung von Klebstoffen, die mit einer Zugscherfestigkeit von weniger als 1 ,2 N/mm2, vorzugsweise von 0,6 bis 1 ,0 N/mm2 aushärten, zum Verkleben von Belagelementen (16) aus Holz oder Holzwerkstoffen mit einem Unterboden (10).
8. Verwendung von Klebstoffen, die mit einer Shore-Härte (A) von 20 bis 35 aushärten, zum Verkleben von Belagelementen (16) aus Holz oder Holzwerkstoffen mit einem Unterboden (10).
9. Verwendung von Klebstoffen, die mit einer Bruchdehnung von 300 bis 1.000 % aushärten, zum Verkleben von Belagelementen (16) aus Holz oder Holzwerkstoffen mit einem Unterboden (10).
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, zur Verlegung der Belagelemente (16) auf einem Unterboden (10) aus Estrichen, Beton oder Trockenbau-Ausbauplatten.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Klebstoff (12) mit einer Schichtdicke von 0,5 bis 5 mm aufgetragen wird.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , wobei der Klebstoff aus einem, unter Wasseraufnahme aushärtenden Polyurethan oder Polyurethanhybrid besteht.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , wobei der Klebstoff aus einkomponentigen MS-Polymeren besteht.
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