Schindel

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Hintergrund

Dachschindeln werden aus verschiedenen Materialien hergestellt. Holzschindeln werden aus Rotzeder oder Kiefer gesägt. Moderne Schindeln werden aus neuen Bäumen geschnitten und müssen mit chemischen Konservierungsmitteln behandelt werden, um sie haltbar zu machen, sowie frühere Versionen, die aus alten Bäumen geschnitten wurden. Sie müssen auch chemisch behandelt werden, um eine Feuerwiderstandsklasse zu erreichen, die mit anderen Arten von Schindeln vergleichbar ist; Tatsächlich kann die höchste Bewertung nur durch die Installation auf einer speziellen Untergrundschicht erreicht werden. Aluminiumschindeln haben eine lange Lebensdauer, sind aber vergleichsweise teuer. Asphaltschindeln bedecken etwa 80 % der Häuser in den Vereinigten Staaten. Ihre Popularität beruht auf ihrem relativ geringen Gewicht, den vergleichsweise geringen Kosten, der einfachen Installation und dem geringen Wartungsaufwand.

Eine typische Asphaltschindel ist ein Rechteck von etwa 12-18 Zoll (30-46 cm) Breite und 36-40 Zoll (91-102 cm) Länge. Beliebte Stile haben mehrere Ausschnitte entlang einer Kante, um Laschen zu bilden, die kleinere, einzelne Schindeln simulieren. Drei Registerkarten sind üblich, die Anzahl kann jedoch zwischen zwei und fünf liegen. Einige Stile werden so hergestellt, dass sie während der Installation mit benachbarten Schindeln ineinandergreifen, wodurch eine windbeständigere Oberfläche entsteht.

Verlauf

Asphalt wird seit Jahrtausenden als Baustoff verwendet. Die alten Babylonier verwendeten es als Mörtel zwischen Tonziegeln und als Abdichtungsbahn in Kanälen. Rolldächer, bestehend aus langen Streifen asphaltbeschichteten Filzes mit einer Deckschicht aus feinem Schotter, werden seit 1893 in den Vereinigten Staaten hergestellt. 1903 begann Henry M. Reynolds mit der Vermarktung von Asphaltschindeln, die er aus Rolldachbahnen schnitt. In den 1920er Jahren war dieses Dachmaterial so beliebt, dass es über Versandkataloge verkauft wurde. In den 1950er Jahren sah die typische Asphaltschindel noch so aus wie heute, einschließlich der reiterbildenden Aussparungen.

Seit Ende der 1950er Jahre haben Hersteller versucht, anorganische Grundmaterialien als Alternative zum traditionellen organischen Filz zu entwickeln. Anorganische Basen sind wünschenswert, da sie feuerbeständiger sind als organische Basen; Außerdem nehmen sie während des Herstellungsprozesses weniger Asphalt auf, sodass die resultierenden Schindeln weniger wiegen. Asbest wurde in Schindelmatten verwendet, bis die damit verbundenen Gesundheitsrisiken bekannt wurden. Verbesserungen bei Glasfasermatten haben sie seit Ende der 1970er Jahre zum beliebtesten Basismaterial für Asphaltschindeln in der Branche gemacht.

Rohstoffe

Asphaltschindeln werden manchmal als Verbundschindeln bezeichnet. Ihre Grundlage ist eine Basis aus organischem Filz oder Glasfaser. Bio-Filzmatten bestehen aus Zellulosefasern, die aus recyceltem Altpapier oder Holz gewonnen werden. Diese Fasern werden zu einem wasserbasierten Zellstoff zerkleinert, zu Platten geformt, getrocknet, in Streifen geschnitten und auf Rollen gewickelt. Dünnere, leichtere Schindeln mit einer höheren Feuerbeständigkeit werden auf einer Glasfaserbasis hergestellt. In einem typischen Verfahren wird die Glasfasermembran hergestellt, indem feine Glasfilamente zerkleinert und mit Wasser vermischt werden, um einen Zellstoff zu bilden, der zu einer Folie geformt wird. Anschließend wird das Wasser aus dem Zellstoff abgesaugt und ein Bindemittel auf die Matte aufgetragen. Nach dem Aushärten wird die Matte auf geeignete Breiten geschnitten und gerollt.

Um Schindeln herzustellen, wird eine Rolle aus organischem Filz oder Glasfasermatte aufgezogen und in einen Trockengreifer eingezogen. Das Material durchläuft eine Vorsättigungskammer und gelangt dann in einen mit heißem Asphalt gefüllten Sättigertank, der die Fasern umhüllt. Bei Bedarf durchläuft das Material die Nassschleifmaschine.

Asphalt, ein sehr dickflüssiger Kohlenwasserstoff, kann entweder aus natürlich vorkommenden Lagerstätten oder, häufiger, als Nebenprodukt der Rohölraffination gewonnen werden. Vor der Verwendung bei der Herstellung von Schindeln muss Asphalt durch ein Verfahren namens Blasen oxidiert werden. Dies geschieht, indem Luft durch erhitzten Asphalt gesprudelt wird, dem geeignete Katalysatoren zugesetzt wurden, wodurch eine chemische Reaktion ausgelöst wird. Die resultierende Form von Asphalt weicht bei den richtigen Temperaturen die richtige Menge auf, um gute Schindeln herzustellen. Um den geblasenen Asphalt zu einem geeigneten Beschichtungsmaterial weiterzuverarbeiten, wird ein mineralischer Stabilisator wie Flugasche oder fein gemahlener Kalkstein hinzugefügt. Das macht das Material haltbarer und widerstandsfähiger gegen Feuer und Witterung.

Als Decklack auf Schindeln werden verschiedene Farben von keramikbeschichtetem Mineralgranulat verwendet, um diese vor den ultravioletten Strahlen der Sonne zu schützen, die Feuerbeständigkeit zu erhöhen und ein attraktives Finish zu erzielen. Die Körnchen können kleine Gesteinsbrocken oder Schlackenpartikel (ein Nebenprodukt der Erzschmelze) sein. Schindeln, die für die Verwendung an feuchten Orten entwickelt wurden, können einige kupferhaltige Körnchen in der Deckbeschichtung enthalten, um das Algenwachstum auf dem Dach zu hemmen. Die Rückseite der Schindeln ist mit Sand, Talkum oder feinen Glimmerpartikeln beschichtet, damit die Schindeln während der Lagerung nicht zusammenkleben.

Streifen oder Punkte eines thermoplastischen Klebstoffs werden während des Herstellungsprozesses auf die meisten Schindeln aufgetragen. Nach der Installation auf einem Dach werden die Schindeln durch die Sonne erwärmt und dieser Klebstoff wird aktiviert, um überlappende Schindeln für erhöhten Windwiderstand zusammenzukleben.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Asphaltschindeln werden hergestellt, indem das Grundmaterial durch eine Maschine geleitet wird, die sukzessive die anderen Komponenten hinzufügt. Mit derselben Maschine können sowohl Schindeln als auch Rolldächer hergestellt werden.

Trockenschleifen

• 1 Eine Jumbo-Rolle [6 Fuß (1,83 m) im Durchmesser] aus organischem Filz oder Glasfasermatte wird montiert und in die Dachdeckermaschine eingeführt. Das Grundmaterial durchläuft zunächst einen Trockengreifer. In diesem Vorratsbehälter wird die Matte ziehharmonikaartig angesammelt, so dass die Maschine weiterarbeiten kann, wenn die Vorratsrolle aufgebraucht ist und eine neue montiert wird.

Sättigung

• 2 Das Grundmaterial durchläuft eine Vortränkungskammer, in der es einseitig mit heißem Asphalt besprüht wird, um eventuell vorhandene Feuchtigkeit auszutreiben. Anschließend gelangt es in einen mit heißem Asphalt gefüllten Sättiger. Das Einweichen in den Asphalt umhüllt die Fasern innerhalb der Matte und füllt die Hohlräume zwischen ihnen.

Wet-Looping

• 3 Die Matte wird wieder zu ziehharmonikaartigen Falten geformt. Während der Asphaltbelag auf der Matte abkühlt, wird er in den Filz eingezogen, wodurch ein noch höherer Sättigungsgrad entsteht.

Beschichtung

• 4 Beschichtungsasphalt, der mit pulverförmigen Mineralien stabilisiert wurde, wird auf beide Oberflächen der Matte aufgetragen. Die Matte geht Die Matte passiert zwischen zwei Asphaltbeschichtungswalzen. Danach wird eine Beschichtung aus feinen Mineralpartikeln auf die Rückseite der Matte aufgetragen, die dann durch eine Reihe von Walzen läuft, die die Beschichtungspartikel in den Asphalt einbetten und das Material abkühlen. Die Schindeln werden durch Abkühlen und Zuschneiden fertig gestellt. zwischen einem Paar Beschichtungswalzen, die durch einen geeigneten Abstand voneinander getrennt sind, um sicherzustellen, dass die gewünschte Menge Beschichtungsasphalt auf die Matte aufgetragen wird. Dieser Schritt kann ausreichend sein, um Glasfaserfilamente zu beschichten und Hohlräume zwischen ihnen zu füllen; in diesem Fall können die Sättigungs- und Wet-Looping-Schritte umgangen werden.

Mineralischer Belag

• 5 Auf die Oberfläche der asphaltbeschichteten Matte wird ein Granulat aus keramikbeschichteten Mineralien der gewünschten Farbe aufgetragen. Auf die Rückseite der Matte wird eine Beschichtung aus feinen Mineralpartikeln wie Talkum oder Glimmer aufgebracht. Die behandelte Matte durchläuft dann eine Reihe von Walzen, die die Beschichtungspartikel in den Asphalt einbetten und das Material kühlen.

Abschluss

• 6 Der Streifen des Dachmaterials wird ziehharmonikaartig auf einem Kühlschleifer gesammelt, um das Abkühlen abzuschließen.

Schneiden

• 7 Das fertige Schindelmaterial gelangt dann in eine Schneidemaschine, wo es von der Rückseite in die gewünschte Größe und Form geschnitten wird. Die Maschine vereinzelt die Schindeln und stapelt sie zu Bündeln. Bündel enthalten im Allgemeinen genug Schindeln, um 7,62 bis 10,67 m² zu bedecken.

Verpackung

• 8 Die Schindelbündel werden an eine Ausrüstung übergeben, die sie einwickelt und Etiketten anbringt.

Qualitätskontrolle

Die Qualitätskontrolle beginnt bereits bei der Herstellung des Grundmaterials. Das Material muss nicht nur im Endprodukt eine gute Leistung erbringen, sondern es muss auch eine ausreichende Zugfestigkeit und Reißfestigkeit aufweisen, um dem Schindelherstellungsprozess standzuhalten. Zusätzlich zu diesen Festigkeitseigenschaften werden organische Matten kontinuierlich überwacht, um den richtigen Feuchtigkeitsgehalt und die Saugfähigkeit sicherzustellen. Glasfasermatten werden auf richtige Faserverteilung und gleichmäßiges Gewicht überwacht.

Bei der Herstellung der Schindeln selbst werden zahlreiche Eigenschaften überwacht, darunter die Gleichmäßigkeit und Dicke der Asphaltbeschichtung. Das Auftragen der mineralischen Beschichtungen wird auf gleichmäßige Verteilung und richtige Einbettung der Partikel überwacht. Inspektionen der fertigen Schindeln überprüfen das richtige Gewicht, die richtige Anzahl, Größe und Farbe des Produkts.

Neben der eigenen Qualitätskontrolle können Schindelhersteller auch externe, unabhängige Prüflabore in ihre Werke einladen und ihnen Produktmuster zusenden. Diese Testlabore überprüfen die Konformität des Produkts mit den von Underwriters Laboratories (UL) und der American Society for Testing Materials (ASTM) festgelegten Bewertungen. Diese Bewertungen zeigen an, dass das Produkt bestimmte Standards für Feuerbeständigkeit und andere Leistungsmerkmale wie Festigkeit und Windbeständigkeit erfüllt.

Nebenprodukte/Abfälle

Asphaltbeschichteter Abfall aus dem Herstellungsprozess umfasst Schindelbruchstücke und Abfall, der durch das Schneiden von Laschen an den Schindeln erzeugt wird. In einigen Fällen wird dieser Abfall zur Verwendung bei der Herstellung von Asphaltdecken für Straßen verkauft. Beispielsweise erlaubt der Bundesstaat North Carolina seit 1995 die Verwendung eines solchen Materials für Asphaltdecken und hat keine Probleme bei der Herstellung oder Verlegung des Pflastermaterials festgestellt. Aufgrund der Versandkosten ist diese Option jedoch möglicherweise nicht praktikabel, es sei denn, eine Verarbeitungsanlage für Straßenbauasphalt befindet sich relativ nahe an der Schindelanlage.