EP4001540A1

EP4001540A1 - Ceramic composite panel

Info

Publication number: EP4001540A1
Application number: EP21207973.5A
Authority: EP
Inventors: Andreas EMMING
Original assignee: Steuler Holding GmbH
Current assignee: Steuler Holding GmbH
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2022-05-25

Abstract

Keramikverbundplatte umfassend zwei keramische Plattenelemente (2) und eine Armierungsschicht (3),wobei jedes keramische Plattenelement (2) zwei einander gegenüberliegende Hauptflächen (2a, 2b) und eine Plattenebene (21) umfasst;wobei die Plattenebenen (21) der beiden Plattenelemente (2) parallel zueinander angeordnet und der Zwischenraum zwischen den beiden Plattenelementen (2) durch die Armierungsschicht (3) ausgefüllt ist; undwobei die Armierungsschicht (3) mit je einer Hauptfläche (2a, 2b) der keramischen Plattenelemente (2) verklebt ist.Ceramic composite panel comprising two ceramic panel elements (2) and an armoring layer (3), each ceramic panel element (2) comprising two opposite main surfaces (2a, 2b) and a panel plane (21); the panel planes (21) of the two panel elements (2 ) arranged parallel to each other and the space between the two plate elements (2) is filled by the reinforcing layer (3); andwherein the reinforcing layer (3) is bonded to a respective main surface (2a, 2b) of the ceramic plate elements (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Keramikverbundplatten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.The present invention relates to ceramic composite panels, methods for their production and their use.

Keramische Plattenelemente, wie zum Beispiel Feinsteinzeug, Steingut und Steinzeug werden umfangreich im Innen- und Außenbereich als Wand und Bodenbeläge eingesetzt. Solche Elemente sind beliebt, weil sie sich unter anderem durch eine hohe Abriebfestigkeit und vielfältige Oberflächengestaltung auszeichnen.Ceramic plate elements such as fine stoneware, earthenware and stoneware are used extensively indoors and outdoors as wall and floor coverings. Such elements are popular because, among other things, they are characterized by high abrasion resistance and a variety of surface designs.

Typischerweise weisen solche keramischen Plattenelemente zwei einander gegenüberliegende Hauptflächen auf, wobei nur eine der beiden Hauptflächen als dekorativ gestaltete Seite ('Dekorseite') ausgeführt ist, während die gegenüberliegende Hauptfläche durch die Verwendung einer Form zur Herstellung eine geringere Qualität aufweist.Typically, such ceramic tile elements have two opposing major surfaces, with only one of the two major surfaces being designed as a decoratively designed side ('decorative side'), while the opposite major surface is of lower quality due to the use of a mold for manufacture.

Dies ist für die typische Anwendung nicht relevant, weil die weniger ansehnliche Hauptfläche mit der Wand, dem Boden oder mit einem Trägermaterial verklebt wird.This is not relevant for the typical application, because the less attractive main surface is glued to the wall, the floor or to a substrate.

DE 20 2008 005770 U1 offenbart eine Anordnung mit zwei Platten, zwischen denen sich eine Schicht aus einem Isolationsmaterial befindet, die die Funktion einer statischen Lastabtragung im Hochbau übernehmen können. Als Isolationsmaterial werden u.a. druckstabile Schäume vorgeschlagen, beispielsweise ein PUR-Schaum. Zusätzlich zur Isolationsschicht können Fasermaterialien in einer Harzmatrix verwendet werden. DE 20 2008 005770 U1 discloses an arrangement with two plates, between which there is a layer of an insulating material, which can assume the function of static load transfer in building construction. Among other things, pressure-stable foams, for example a PUR foam, are proposed as insulation material. In addition to the insulating layer, fiber materials in a resin matrix can be used.

WO 2008/003276 A2 offenbart ein plattenförmiges Bauelement mit einer Betonbasisplatte, einer Bewehrungsmatte und einem weiteren Plattenelement. Es soll eine gegenüber einer reinen Betonplatte eine abweichende Sichtfläche aufweisen. WO 2008/003276 A2 discloses a panel-shaped structural element with a concrete base plate, a reinforcement mat and another panel element. It should have a different visible surface compared to a pure concrete slab.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, weitere Anwendungsmöglichkeiten für keramische Plattenelemente zu schaffen.The object of the present invention was to create further possible applications for ceramic plate elements.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Keramikverbundplatte, umfassend zwei keramische Plattenelemente und eine Armierungsschicht, wobei jedes keramische Plattenelement zwei einander gegenüberliegende Hauptflächen und eine Plattenebene umfasst;

wobei die Plattenebenen der beiden Plattenelemente parallel zueinander angeordnet und der Zwischenraum zwischen den beiden Plattenelementen durch die Armierungsschicht ausgefüllt ist; und
wobei die Armierungsschicht mit je einer Hauptfläche der keramischen Plattenelemente verklebt ist.

The object is achieved by a ceramic composite panel, comprising two ceramic panel elements and a reinforcing layer, each ceramic panel element comprising two main surfaces lying opposite one another and a panel plane;

wherein the plate planes of the two plate elements are arranged parallel to one another and the intermediate space between the two plate elements is filled by the reinforcing layer; and
wherein the reinforcing layer is bonded to a respective main surface of the ceramic plate elements.

Solche Keramikverbundplatten zeichnen sich dadurch aus, dass die beiden Dekorseiten bildenden Hauptflächen außen sein können und durch die mittlere Armierungsschicht die Bruchanfälligkeit verringert werden kann.Such ceramic composite panels are characterized in that the two main surfaces forming the decorative sides can be on the outside and the susceptibility to breakage can be reduced by the middle reinforcement layer.

Die erfindungsgemäßen Keramikverbundplatten können daher auch freistehend, beispielsweise als Trennelemente, eingesetzt werden, also z.B. senkrecht zu Wand und Boden.The ceramic composite panels according to the invention can therefore also be used free-standing, for example as separating elements, e.g. perpendicular to the wall and floor.

Erfindungsgemäß stehen beide keramischen Plattenelemente mit einer gemeinsamen Armierungsschicht in Verbindung. Es gibt also nur Grenzschichten Plattenelement - Armierungsschicht - Plattenelement.According to the invention, both ceramic plate elements are connected to a common reinforcement layer. So there are only boundary layers plate element - reinforcement layer - plate element.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform einer Keramikverbundplatte mit zwei keramischen Plattenelementen 2 und einer Armierungsschicht 3, wobei jedes keramische Plattenelement 2 zwei einander gegenüberliegende Hauptflächen 2a, 2b und eine Plattenebene 21 umfasst; wobei die Plattenebenen 21 der beiden Plattenelemente 2 parallel zueinander angeordnet und der Zwischenraum zwischen den beiden Plattenelementen 2 durch die Armierungsschicht 3 ausgefüllt ist; und wobei die Armierungsschicht 3 mit je einer Hauptfläche 2a, 2b der keramischen Plattenelemente 2 verklebt ist.the figure 1 shows a schematic view of a first exemplary embodiment of a ceramic composite panel with two ceramic panel elements 2 and a reinforcing layer 3, each ceramic panel element 2 having two opposing major faces 2a, 2b and a plate plane 21; wherein the plate planes 21 of the two plate elements 2 are arranged parallel to one another and the space between the two plate elements 2 is filled by the reinforcing layer 3; and wherein the reinforcing layer 3 is bonded to a respective main surface 2a, 2b of the ceramic plate elements 2.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten beispielhaften Ausführungsform einer Keramikverbundplatte, wobei sich die Ausführungsform von der in Figur 1 dargestellten Keramikverbundplatte darin unterscheidet, dass die Armierungsschicht 3 zur Ausbildung einer Fuge 4 gegenüber der oberen Stirnfläche 10 der Keramikverbundplatte zurückgezogen ausgeführt ist. Die dargestellte Keramikverbundplatte verfügt in der beispielhaften Ausführungsform über vier Stirnflächen 10, an welcher die Stirnflächen der Plattenelemente 2 und die Stirnfläche der Armierungsschicht 3 den Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind. In der Ausführungsform gemäß Figur 2 wurde die an der oberen Stirnfläche 10 ausgebildete Fuge 4 mit einer Fugenfüllmasse 5 verfugt, wodurch zumindest die Armierungsschicht 3 an der oberen Stirnfläche 10 gegenüber den umgebenden Einflüssen abgedichtet werden kann. Bei Ausführung der Fugenfüllmasse 4 als dauerelastische Dichtmasse kann beispielsweise ein Vordringen von Feuchtigkeit oder von Flüssigkeiten in den Bereich der Armierungsschicht verhindert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Keramikverbundplatte ist diese an jeglichen Stirnseiten mit Fugen 4 ausgestaltet, welche jeweils mit einer Fugenmasse 5 gegenüber den umgebenden Einflüssen abgedichtet ist. Die Armierungsschicht 3 kann somit an jeglichen der Umgebung zugewandten Oberflächen durch eine Fugenmasse 5 überdeckt werden derart, dass die Armierungsschicht 3 hermetisch abgeschlossen ist.the figure 2 shows a schematic view of a second exemplary embodiment of a ceramic composite panel, the embodiment differing from that in FIG figure 1 ceramic composite panel shown differs in that the reinforcement layer 3 is designed to form a joint 4 withdrawn from the upper end face 10 of the ceramic composite panel. In the exemplary embodiment, the ceramic composite plate shown has four end faces 10, on which the end faces of the plate elements 2 and the end face of the reinforcement layer 3 are exposed to the environmental influences. In the embodiment according to figure 2 the joint 4 formed on the upper end face 10 was filled with a joint filling compound 5, as a result of which at least the reinforcement layer 3 on the upper end face 10 can be sealed against the surrounding influences. If the joint filling compound 4 is designed as a permanently elastic sealing compound, it is possible, for example, to prevent moisture or liquids from penetrating into the area of the reinforcement layer. In a particularly preferred embodiment of the ceramic composite panel, it is designed with joints 4 on all end faces, which are each sealed with a joint compound 5 against the surrounding influences. The reinforcement layer 3 can thus be covered by a joint compound 5 on any surface facing the environment in such a way that the reinforcement layer 3 is hermetically sealed.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die keramischen Plattenelemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Feinsteinzeug, Steingut, und Steinzeug.In a preferred embodiment, the ceramic plate elements are selected from the group consisting of fine stoneware, earthenware and stoneware.

In einer Ausführungsform umfasst die Armierungsschicht ausschließlich ein Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial ist bevorzugt ungeschäumt. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Armierungsschicht Fasern.In one embodiment, the reinforcement layer exclusively comprises a plastic material. The plastic material is preferably unfoamed. In a further embodiment, the reinforcement layer comprises fibers.

In einer Ausführungsform umfasst die Armierungsschicht Verstärkungsfasern und eine Matrix. Die Matrix umschließt die Verstärkungsfasern allseitig, so dass diese in der Matrix eingebettet vorliegen, weiterhin steht das Matrixmaterial unmittelbar mit den zueinander zeigenden Hauptflächen der Plattenelemente in Kontakt. Die beiden anderen Hauptflächen der Plattenelemente liegen frei, sind also sichtbar.In one embodiment, the armor layer includes reinforcing fibers and a matrix. The matrix encloses the reinforcing fibers on all sides, so that they are embedded in the matrix, and the matrix material is also in direct contact with the main surfaces of the plate elements that point toward one another. The other two main surfaces of the plate elements are exposed, so they are visible.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Armierungsschicht zumindest anteilig aus einem Kunststoff gebildet.In a preferred embodiment, the reinforcement layer is formed at least partially from a plastic.

Ein geeigneter Kunststoff ist insbesondere ein Thermoplast oder ein Duroplast.A suitable plastic is in particular a thermoplastic or a thermoset.

Der Kunststoff kann zum Beispiel ein Schmelzkleber oder ein Kunstharz sein. Der die Armierungsschicht zumindest anteilig ausbildende Kunststoff kann insbesondere in Folienform, bevorzugt als Polyvinylchlorid (PVC)-Folie, oder besonders bevorzugt als Polyvinylbutyral (PVB)-Folie bereitgestellt werden.The plastic can be a hot-melt adhesive or a synthetic resin, for example. The plastic that at least partially forms the reinforcement layer can be provided in particular in the form of a film, preferably as a polyvinyl chloride (PVC) film, or particularly preferably as a polyvinyl butyral (PVB) film.

Typische geeignete Kunststoffe sind solche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylbutyral, Epoxidharz, und Poly(meth)acrylaten.Typical suitable plastics are those selected from the group consisting of ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, epoxy resin, and poly(meth)acrylates.

Die Armierungsschicht kann einschichtig sein oder sie kann aus mehreren miteinander verbundenen Einzellagen gebildet werden.The reinforcement layer can be a single layer or it can be formed from several individual layers connected to one another.

Es kann vorgesehen sein, dass die Armierungsschicht zumindest anteilig aus mindestens einer Kunststofffolie gebildet ist.Provision can be made for the reinforcement layer to be formed at least partially from at least one plastic film.

Die Armierungsschicht kann weiterhin kleiner als die Abmessungen der Hauptflächen der keramischen Plattenelemente zur Ausbildung zumindest einer umfangsmäßig abschnittsweisen Fuge an zumindest einer Stirnfläche der Keramikverbundplatte ausgeführt werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Armierungsschicht in zumindest einem Abschnitt mindestens einer Stirnfläche gegenüber den Plattenelementen zur Ausbildung einer Fuge in Form eines Zwischenraums zwischen den beiden gegenüberliegen Plattenelementen zurückgezogen ausgeführt.The reinforcement layer can also be made smaller than the dimensions of the main surfaces of the ceramic plate elements in order to form at least one circumferentially sectional joint on at least one end face of the ceramic composite plate. In this embodiment, the reinforcement layer is designed to be retracted in at least one section of at least one end face relative to the panel elements to form a joint in the form of an intermediate space between the two opposite panel elements.

Die mindestens eine Fuge im Bereich zumindest einer Stirnfläche kann zumindest abschnittsweise mit einer Fugenfüllmasse, besonders bevorzugt mit einer Dichtmasse verfugt ist. Als Dichtmasse kann beispielsweise eine elastische Dichtmasse, wie beispielsweise eine dauerelastische Silikondichtmasse, Epoxidharzfugenmasse oder Polymer-Klebstoff Verwendung finden. Durch die Verwendung einer Fugenmasse kann die der Bewitterung bzw. den Umgebungsbedingungen ausgesetzte Fläche der Armierungsschicht geschützt bzw. abgedichtet werden derart, dass beispielsweise kein Regenwasser in den Bereich der Armierungsschicht bzw. allgemein in den Bereich des Zwischenraums zwischen den Platenelementen gelangen kann.The at least one joint in the area of at least one end face can be jointed at least in sections with a joint filling compound, particularly preferably with a sealing compound. An elastic sealing compound, such as a permanently elastic silicone sealing compound, epoxy resin joint compound or polymer adhesive, for example, can be used as the sealing compound. By using a joint compound, the surface of the reinforcement layer exposed to the weather or ambient conditions can be protected or sealed in such a way that, for example, no rainwater can get into the area of the reinforcement layer or generally into the area of the space between the panel elements.

Erfindungsgemäß kann die Armierungsschicht zumindest anteilig aus einem Gittergewebe gebildet werden bzw. ein Gittergewebe umfassen.According to the invention, the reinforcement layer can be formed at least partially from a woven mesh or can comprise a woven mesh.

In einigen Ausführungsformen sind zumindest in Teilbereichen der Armierungsschicht Verstärkungsfasern eingebracht und/oder an dieser kraftübertragend angebunden.In some embodiments, reinforcing fibers are introduced at least in partial areas of the reinforcement layer and/or are bonded to them in a force-transmitting manner.

Die Verstärkungsfasern können in Form von mindestens einer Schicht eines Geleges oder Gewebes eingebettet oder kraftübertragend an diese angebunden sein.The reinforcing fibers can be embedded in the form of at least one layer of a non-crimp fabric or woven fabric or bonded to it in a force-transmitting manner.

Bevorzugt können die Verstärkungsfasern gitterförmiges ausgebildet werden, insbesondere als gitterförmiges Gewebe.
Typische geeignete Verstärkungsfasern werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glasfasern, Kohlefasern, Basaltfasern, Aramidfasern oder Metallfasern.The reinforcing fibers can preferably be designed in the form of a lattice, in particular as a lattice-shaped fabric.
Typical suitable reinforcement fibers are selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers or metal fibers.

Soweit Kohlefasern eingesetzt werden, sind geeignete Kohlfasern solche, die ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus hochmodulige Kohlefaser, hochdehnbare Kohlefaser, und hochfeste Kohlefaser.Where carbon fibers are used, suitable carbon fibers are those selected from the group consisting of high modulus carbon fibre, high elongation carbon fibre, and high strength carbon fibre.

In bevorzugten Ausführungsformen kann die Armierungsschicht aus einem Faserverbundwerkstoff umfassend mehrere Einzelschichten gebildet werden.In preferred embodiments, the reinforcement layer can be formed from a fiber composite material comprising a plurality of individual layers.

Als Schichten des Faserverbundwerkstoffes können insbesondere bei der Herstellung Prepregs ('preimpregnated fibres') genutzt werden, wobei die Verstärkungsfasern bereits in einer noch nicht ausgehärteten duroplastischen Matrixwerkstoff oder einem thermoplastischen Matrixwerkstoff eingebettet vorliegen.Prepregs ('preimpregnated fibres') can be used as layers of the fiber composite material, in particular during production, with the reinforcing fibers already being embedded in a not yet cured duroplastic matrix material or a thermoplastic matrix material.

Bei der Vorsehung einer Armierungsschicht, welche aus mehreren Einzelschichten aufgebaut ist, kann es weiterhin vorgesehen werden, einen zu einer gedachten Mittelebene, welche sich parallel zu den Plattenebenen der Plattenelemente erstreckt, der Armierungsschicht symmetrischen Lagenaufbau vorzusehen.When providing a reinforcement layer which is made up of several individual layers, it can also be provided that the reinforcement layer has a layer structure which is symmetrical to an imaginary central plane which extends parallel to the plate planes of the plate elements.

Es kann vorteilhaft sein, in die Armierungsschicht mindestens ein Heizelement, beispielsweise ein elektrisches Heizelement, z.B. als Heizfolie, einzubinden.It can be advantageous to integrate at least one heating element, for example an electrical heating element, e.g. as a heating foil, into the reinforcement layer.

Die erfindungsgemäßen keramischen Plattenelemente weisen typischerweise eine Stärke von 3 bis 15 mm auf. Für die mittlere Armierungsschicht haben sich Stärken von 1 bis 10 mm als geeignet erwiesen.The ceramic plate elements according to the invention typically have a thickness of 3 to 15 mm. Thicknesses of 1 to 10 mm have proven to be suitable for the middle reinforcement layer.

Besonders sinnvoll ist es, wenn die Keramikverbundplatten großflächige Elemente sind, beispielsweise mindestens eine Fläche von 0,6 m² (z.B. 1 m x 0,6 m) oder größer, beispielsweise mindestens 1,5 m² (z.B. 1 m x 1,5 m ) Fläche aufweisen.It is particularly useful if the ceramic composite panels are large-area elements, for example at least an area of 0.6 m ² (e.g. 1 mx 0.6 m) or larger, for example at least 1.5 m ² (e.g. 1 mx 1.5 m). have surface.

Die erfindungsgemäßen Elemente können hergestellt werden durch die Schritte:

Bereitstellen eines ersten keramischen Plattenelementes
Aufbringen einer Armierungsschicht auf eine Hauptfläche des Plattenelementes
Abdecken der Armierungsschicht mit einem zweiten keramischen Plattenelement.

The elements of the invention can be made by the steps:

providing a first ceramic plate element
Application of a reinforcement layer to a main surface of the panel element
Covering the reinforcement layer with a second ceramic plate element.

In einer Ausführungsform wird die Armierungsschicht nach der Herstellung aufgeschmolzen, um eine innige Verbindung mit den Plattenelementen zu erreichen. Dies kann zum Beispiel in einem Autoklaven erfolgen, in einem Vakuumsack oder einer Vakuumpresse. In dem Autoklaven kann während der Herstellung ein spezifisches Temperatur-Zeit-Profil und/oder Druck-Zeit-Profil gewählt werden. Alternativ kann weiterhin eine Furnierpresse eingesetzt werden, um die Verbindung der Armierungsschicht mit den Plattenelementen herzustellen.In one embodiment, the reinforcement layer is melted on after production in order to achieve an intimate connection with the panel elements. This can be done, for example, in an autoclave, in a vacuum bag or in a vacuum press. A specific temperature-time profile and/or pressure-time profile can be selected in the autoclave during manufacture. Alternatively, a veneer press can also be used to connect the reinforcement layer to the panel elements.

Bei der Herstellung der Armierungsschicht können Prepreg Faserverbundlagen als Einzellagen in die Armierungsschicht eingebracht werden oder die Armierungsschicht aus Prepreg Faserverbundlagen gebildet werden, wobei die Prepreg-Einzellagen mittels Hitze und Druck, insbesondere im Autoklaven miteinander verbunden bzw. verschmolzen werden.When producing the reinforcement layer, prepreg fiber composite layers can be introduced as individual layers into the reinforcement layer or the reinforcement layer can be formed from prepreg fiber composite layers, the individual prepreg layers being connected or fused to one another by means of heat and pressure, in particular in an autoclave.

Bei der Herstellung der Keramikverbundplatte kann z.B. ein Polyurethan (PU) Kleber und ein Gittergewebe genutzt werden.For example, a polyurethane (PU) adhesive and a mesh fabric can be used in the production of the ceramic composite panel.

Die entsprechenden Elemente können beispielsweise als Wandelement, als Trennwand, als Absturzsicherung, als Sichtschutz, Zaunelement, als Brüstungselement, als Bauelement, als Konstruktionselement, als Türblatt oder als Tischplatte verwendet werden.The corresponding elements can be used, for example, as a wall element, as a partition, as a fall protection, as a privacy screen, fence element, as a parapet element, as a structural element, as a construction element, as a door leaf or as a tabletop.

Besonders relevante Anwendungen sind Anwendungen in Schwimmbädern, Duschbereichen, Hotel-, Wohn- und Arbeitsbereiche oder im Außenbereich.Particularly relevant applications are applications in swimming pools, shower areas, hotel, living and working areas or outdoors.

Beispiel 1example 1

Eine erfindungsgemäße Keramikverbundplatte mit einer Höhe von 1,90 m und einer Breite von 1,20 m wurde aus zwei keramischen Plattenelementen mit einer Dicke von jeweils 6 mm hergestellt. Die Armierungsschicht war ein EVA-Folie, die in einem Vakuumsack aufgeschmolzen wurde. Die Masse betrug 67 kg. Die Keramikverbundplatte wurde mit einer schmalen Seite am Fußpunkt in einen Stahlsockel eingespannt, mit einer Einspanntiefe von 10 cm, wobei sie durch zur Vermeidung von Beschädigungen mit Holzleisten eingespannt wurden.A ceramic composite panel according to the invention with a height of 1.90 m and a width of 1.20 m was produced from two ceramic panel elements each having a thickness of 6 mm. The reinforcement layer was an EVA foil that was melted in a vacuum bag. The mass was 67 kg. The ceramic composite panel was clamped with a narrow side at the base in a steel base with a clamping depth of 10 cm, whereby they were clamped with wooden strips to avoid damage.

Mit Hilfe einer Stahltraverse in einer Höhe von 5 cm wurde über die Plattenbreite an der Oberseite der Keramikverbundplatte eine Kraft aufgebracht. Es wurden folgende Tests durchgeführt:

Belastung auf 0,2 kN: Lasthaltezeit 2 Minuten, Entlastung für 30 Sekunden
Belastung auf 0,4 kN: Lasthaltezeit 2 Minuten, Entlastung für 30 Sekunden
Belastung der Keramikverbundplatte bis zu deren Versagen.

A force was applied across the width of the panel at the top of the ceramic composite panel with the aid of a steel traverse at a height of 5 cm. The following tests were carried out:

Load to 0.2 kN: load holding time 2 minutes, relief for 30 seconds
Load to 0.4 kN: load holding time 2 minutes, relief for 30 seconds
Stress on the ceramic composite panel until it fails.

In den ersten beiden Versuchen verformte sich das Keramikverbundelement wieder vollständig in die Ursprungsform zurück. Im Maximaltest brach bei einer Horizontalkraft von 0,6 kN das Element unmittelbar oberhalb der Einspannung. Abgeschätzt entspricht dies einer Windstärke von 11 Bft.In the first two tests, the ceramic composite element deformed completely back to its original shape. In the maximum test broke at one Horizontal force of 0.6 kN on the element directly above the clamp. This is estimated to correspond to a wind force of 11 Bft.

Obwohl die Platte bei der Verformung brach, zeigte sie nicht das für keramische Plattenelemente typische Splittern, sondern behielt im Wesentlichen ihre Integrität.Although the panel fractured upon deformation, it did not exhibit the chipping typical of ceramic panel members, but essentially retained its integrity.

Beispiel 2example 2

Eine erfindungsgemäße Keramikverbundplatte mit einer Höhe von 1,90 m und einer Breite von 1,20 m wurde aus zwei keramischen Plattenelementen mit einer Dicke von jeweils 6 mm hergestellt. Die Armierungsschicht war aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff gebildet. Die Masse betrug 71 kg. Die Keramikverbundplatte wurde mit einer schmalen Seite am Fußpunkt in einen Stahlsockel eingespannt, mit einer Einspanntiefe von 10 cm, wobei sie durch zur Vermeidung von Beschädigungen mit Holzleisten eingespannt wurden.A ceramic composite panel according to the invention with a height of 1.90 m and a width of 1.20 m was produced from two ceramic panel elements each having a thickness of 6 mm. The armor layer was formed from a carbon fiber reinforced plastic. The mass was 71 kg. The ceramic composite panel was clamped with a narrow side at the base in a steel base with a clamping depth of 10 cm, whereby they were clamped with wooden strips to avoid damage.

Belastung auf 0,2 kN: Lasthaltezeit 2 Minuten, Entlastung für 30 Sekunden
Belastung auf 0,4 kN: Lasthaltezeit 2 Minuten, Entlastung für 30 Sekunden
Belastung auf 0,6 kN: Lasthaltezeit 2 Minuten, Entlastung für 30 Sekunden
Belastung der Keramikverbundplatte bis zu dem Auftreten von Versagen.

Load to 0.2 kN: load holding time 2 minutes, relief for 30 seconds
Load to 0.4 kN: load holding time 2 minutes, relief for 30 seconds
Load to 0.6 kN: load holding time 2 minutes, relief for 30 seconds
Loading the ceramic composite panel until failure occurs.

In den ersten drei Versuchen verformte sich das Keramikverbundelement wieder vollständig in die Ursprungsform zurück. Im Maximaltest kam es bei der Aufbringung einer Horizontalkraft in der Höhe von 0,82 kN zu einem ersten Versagen im Bereich unmittelbar oberhalb der Einspannung. Bei der erneuten Belastung des Keramikverbundelementes konnte unter Aufbringung einer weiteren Durchbiegung auf das geschädigte Element wiederholt Kräfte im Bereich bis 0,75 kN aufgebracht werden. Das Keramikverbundelement behielt somit nach dem ersten Bruchgeschehen seine strukturelle Integrität und Standfestigkeit, nach dem ersten Bruch trat zwar eine nicht reversible plastische Verformung des Keramikverbundelementes auf, jedoch behielt diese ihre Standfestigkeit und kippte insbesondere nicht um.In the first three tests, the ceramic composite element deformed completely back to its original shape. In the maximum test it came at the Application of a horizontal force of 0.82 kN to a first failure in the area immediately above the clamp. When the ceramic composite element was loaded again, forces in the range of up to 0.75 kN could be repeatedly applied while applying further deflection to the damaged element. The ceramic composite element thus retained its structural integrity and stability after the first fracture occurred. Although a non-reversible plastic deformation of the ceramic composite element occurred after the first fracture, it retained its stability and, in particular, did not tip over.

Beispiel 3Example 3

Eine erfindungsgemäße Keramikverbundplatte mit einer Höhe entlang einer Iangen Seite von 2,00 m und einer Breite entlang einer kurzen Seite von 1,20 m wurde aus zwei keramischen Plattenelementen mit einer Dicke von jeweils 6 mm hergestellt. Die Armierungsschicht war aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff gebildet. Die Masse betrug 71 kg. Die Keramikverbundplatte wurde entlang einer Kante der Querseite sowie entlang einer Kante der Längsseite Ii-nienförmig eingespannt. Entlang einer Kante der langen Seite wurde die erfindungsgemäße Keramikverbundplatte linienförmig mittels einer Klemmvorrichtung gebildet aus Stahlprofilen gelagert, wobei die Einspanntiefe der Kante in der Klemmvorrichtung 2 cm entsprach. Die Keramikverbundplatte wurde mit einer schmalen Seite am Fußpunkt in einen Stahlsockel eingespannt, mit einer Einspanntiefe von 10 cm, wobei sie durch zur Vermeidung von Beschädigungen mit Holzleisten eingespannt wurden.
Es wurde eine Pendelschlagprüfung an der erfindungsgemäßen Keramikverbundplatte in Anlehnung an die DIN EN 12600 durchgeführt.A ceramic composite plate according to the invention with a height along a long side of 2.00 m and a width along a short side of 1.20 m was produced from two ceramic plate elements each having a thickness of 6 mm. The armor layer was formed from a carbon fiber reinforced plastic. The mass was 71 kg. The ceramic composite panel was clamped in a line shape along one edge of the short side and along one edge of the long side. Along one edge of the long side, the ceramic composite panel according to the invention was mounted in a line by means of a clamping device formed from steel profiles, the clamping depth of the edge in the clamping device corresponding to 2 cm. The ceramic composite panel was clamped with a narrow side at the base in a steel base with a clamping depth of 10 cm, whereby they were clamped with wooden strips to avoid damage.
A pendulum impact test based on DIN EN 12600 was carried out on the ceramic composite panel according to the invention.

Abweichungen von DIN EN 12600:

Bei dem Prüfkörper handelte es sich um ein keramisches Bauprodukt
Die Probekörperabmessungen und die Lagerung wichen von den geforderten Abmessungen und Anforderungen der Norm ab
Es wurde lediglich ein Probekörper bei einer Stoßbeanspruchung von 450 mm. Fallhöhe untersucht
Auf eine Kalibrierung der Versuchseinrichtung zu Versuchsbeginn wurde verzichtet

Deviations from DIN EN 12600:

The test specimen was a ceramic construction product
The test specimen dimensions and storage deviated from the required dimensions and requirements of the standard
Only one specimen was subjected to an impact load of 450 mm. height of fall examined
The test facility was not calibrated at the beginning of the test

Die Pendelschlagprüfung wurde mit einem Zwillingsreifen (Masse: 50 kg, Reifendruck: 0,35 MPa) bei einer Temperatur von 20°C durchgeführt. In dem Anprallversuch wurde der Stoßkörper aus einer Fallhöhe von 450 mm gegen den Mittelpunkt des Wandelementes geschwungen. Dabei entstanden lediglich in dem stoßzugewandten keramischen Plattenelement Risse, die den in Abschnitt 4 der DIN EN 12600 beschriebenen Anforderungen und Bewertungskriterien an das Bruchverhalten entsprachen.The pendulum impact test was carried out with a dual tire (mass: 50 kg, tire pressure: 0.35 MPa) at a temperature of 20°C. In the impact test, the impact body was swung against the center of the wall element from a fall height of 450 mm. Cracks only developed in the ceramic plate element facing the impact, which corresponded to the requirements and evaluation criteria for fracture behavior described in Section 4 of DIN EN 12600.

Claims

Ceramic composite panel comprising: two ceramic plate elements (2) and a reinforcement layer (3),

each ceramic plate element (2) comprising two opposite main faces (2a, 2b) and a plate plane (21);

wherein the plate planes (21) of the two plate elements (2) are arranged parallel to one another and the intermediate space between the two plate elements (2) is filled by the reinforcing layer (3); and

the reinforcing layer (3) being bonded to a respective main surface (2a, 2b) of the ceramic plate elements (2).

Ceramic composite plate according to claim 1, wherein the ceramic plate elements (2) are selected from the group consisting of porcelain stoneware, earthenware and stoneware.

Ceramic composite plate according to Claim 1 or 2, in which the reinforcement layer (3) is formed at least partially from a plastic and in which the plastic is preferably a thermoplastic or a duroplastic.

Ceramic composite panel according to claim 3, wherein the plastic is a hot-melt adhesive or a synthetic resin.

Ceramic composite plate according to one of claims 3 or 4, wherein the plastic is selected from the group consisting of ethylene-vinyl acetate copolymer, epoxy resin, polyvinyl butyral and poly(meth)acrylates.

Ceramic composite plate according to one of the preceding claims, in which the reinforcement layer (3) is formed from a plurality of individual layers which are connected to one another.

Ceramic composite plate according to one of the preceding claims, wherein the reinforcement layer (3) is smaller than the dimensions of the main surfaces (2a, 2b) of the ceramic plate elements (2) to form at least one circumferentially sectional joint (4) on at least one end face (10) of the ceramic composite plate is, wherein the joint (4) is preferably at least partially filled with a joint filling compound (5), particularly preferably with a sealing compound.

Ceramic composite plate according to one of the preceding claims, wherein reinforcing fibers are introduced into the reinforcing layer (3) at least in partial areas and/or are bonded to it in a force-transmitting manner and wherein the reinforcing fibers are preferably embedded in the reinforcing layer (3) in the form of at least one layer of a fabric or a fabric and /or are connected to it in a force-transmitting manner.

Ceramic composite panel according to one of claims 8, wherein the reinforcing fibers are selected from the group consisting of: glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers or metal fibers and wherein preferably the reinforcing fibers are selected at least partially from carbon fibers from the group consisting of high-modulus carbon fiber, high-stretch carbon fiber, and high-strength carbon fiber.

Ceramic composite panel according to one of the preceding claims, wherein the reinforcement layer is formed from a fiber composite material comprising a plurality of individual layers.

Ceramic composite panel according to one of the preceding claims, wherein at least one heating element is integrated into the reinforcement layer (3).

Ceramic composite panel according to one of the preceding claims, wherein the ceramic panel elements (2) have a thickness of 3 to 15 mm and/or the middle reinforcement layer (3) has a thickness of 1-10 mm and the ceramic composite plate preferably has an area of at least 0.6, preferably at least 1.5 m ² .

A method for producing a ceramic composite panel according to any one of claims 1 to 12, comprising the steps: - Providing a first ceramic plate element (2)

- Application of a reinforcement layer (3) to a main surface of the panel element

- Covering the reinforcement layer (3) with a second ceramic plate element (2), the reinforcement layer (3) then preferably being melted on.

Use of a ceramic composite panel according to one of Claims 1 to 12 as a wall element, as a partition, as a fall protection, as a privacy screen, fence element, as a parapet element, as a structural element, as a construction element, as a door leaf or as a tabletop.

Use according to Claim 14 indoors, in particular in swimming pools, shower areas, in hotel, residential or work areas, and also outdoors.