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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalungsstein zum Einsatz in einem Mauerverbund.
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Herkömmlicherweise werden genormte Mauersteine in der Praxis verwendet, um einen Mauerverbund herzustellen. In der Praxis sind auch System-Schalungen weit verbreitet, mit denen im großen Maß beim Geschoßwohnungsbau Betonwände errichtet werden. Diese Schalungs- oder Gleitbauschalungsweise umfasst das Anordnen von Schalungsplatten auf beiden Seiten der zu errichtenden Wand, wobei zwischen die Schalungsplatten Füllbeton eingefüllt wird.
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Nachdem der Füllbeton getrocknet ist, können die Schallungsplatten abmontiert werden, was zu einem erheblichen Arbeitsaufwand führt. Anschließend werden bei dieser Art Wände zu errichten von außen zusätzlich Dämmplatten angedübelt, um für eine Wärmeisolierung zu sorgen. Hinzu kommt, dass zwischen die Dämmplatten an ihren Stößen Siegelmaterial angebracht wird, welches unter besonderen Bedingungen, wie beispielsweise hoher Sonneneinstrahlung, ungesunde Dämpfe absondert.
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Schalungssteine haben den Vorteil, dass auf zusätzliche Einschalungsvorgänge, die meist einen erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand mit sich bringen, verzichtet werden kann. Schalungssteine der bekannten Art umfassen nämlich zur Aufnahme von Beton ausgebildete Kammern, in die das Betonmaterial nach Errichten des Mauerverbunds einfüllbar ist. Das kraftintensive Anbringen von Schalungsplatten fällt damit weg. Errichtete Wände mit Schalungssteinen können außerdem dünnere Wandstärken aufweisen als Wände, die mit herkömmlichen Mauersteinen hochgezogen sind und anschließend verschalt werden, ohne dabei eine mechanische Verschlechterung zu haben.
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Bekannt ist auch, dass nach dem Befüllen der Schalungssteine mit Füllbeton Dämmmaterial zur Wärmeisolierung von außen an die mit Schalungssteinen errichtete Wand angeordnet wird. Dies können beispielsweise Polystyrolplatten sein.
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Ziel der Erfindung ist es, einen Schalungsstein mittels einfachen, konstruktiven technischen Merkmalen dahingehend zu verbessern, dass er sich im Vergleich zu herkömmlichen Schalungssteinen durch eine höhere Isolierungsfähigkeit auszeichnet. Außerdem soll der Schalungsstein auf der Baustelle einfach und sicher zu handhaben sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalungsstein mit mindestens einer ersten und einer zweiten vornehmlich vertikalen Kammer zur Aufnahme unterschiedlicher Materialien. Die erste und die zweite Kammer des Schalungssteins verfügen über eine gemeinsame mittlere Wand, die durch äußere Querstege mit einer Außenwand und durch innere Querstege einer Innenwand des Schalungssteins verbunden ist.
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Die wesentliche Idee der Erfindung ist es, dass ein Abstand zwischen der Außenwand und der mittleren Wand geringer ist, als die Länge der jeweiligen äußeren Querstege, durch die die Außenwand und die mittlere Wand miteinander verbunden sind. Kennzeichnend ist es auch für den erfindungsgemäßen Schalungsstein, dass bei Anordnung des Schalungssteins innerhalb eines Mauerverbundes die erste Kammer zum nachträglichen Befüllen mit einem schüttfähigen Isoliermaterial vorgesehen ist.
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Die erste Kammer zur Aufnahme des schüttfähigen Isoliermaterials ist im Mauerverbund in Wanddickenrichtung außen vorgesehen. Die erste Kammer bildet daher die Raumaußenseite beziehungsweise die Gebäudehülle. Dagegen ist die zweite Kammer des Schalungssteins im Mauerverbund zur Rauminnenseite ausgerichtet.
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Durch die verlängerten Querstege bezüglich des Abstands zwischen der mittleren Wand und der Außenwand ist eine verbesserte Wärmeisolierung möglich. Insbesondere bewirkt die größere Länge der Querstege, dass ein Wärmetransport über die Querstege von innen nach außen einen längeren Weg zurücklegen muss und es folglich zu einem verzögerten Wärmeabfluss kommt. Demzufolge lässt sich die Wärme eines Innenraums länger und vor allem unter geringem Energieaufwand auf Temperatur halten, ohne dass sie über den Schalungsstein nach außen entweicht. Deshalb können insbesondere während Wintermonaten mit großen Temperaturgefällen zwischen Innen und Außen erheblich Heizkosten gespart werden.
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Wegen seiner verbesserten Isolierungsfähigkeit eignet sich der erfindungsgemäße Schalungsstein insbesondere für den Verbau in Energiesparhäusern. Neben seiner verbesserten Isolierfähigkeit ist der Schalungsstein hervorragend für eine einfache und sichere Handhabung geeignet. Schalungssteine werden auf der Baustelle oft auf ein gewünschtes Maß zerkleinert. Dies kann beispielsweise mit einer Säge, insbesondere im Bereich der Querstege geschehen.
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Durch die Fähigkeit des Schalungssteins der Erfindung ein schüttfähiges Isoliermaterial in der ersten Kammer aufzunehmen, ist ein nachträgliches Andübeln von Isolierplatten an der Innen- und/oder Außenwand nicht notwendig, um eine gewünschte Isolierwirkung des Schalungssteins zu erhalten. Insbesondere vorteilhaft ist auch, dass das eingeschüttete Isoliermaterial durch die erste Kammer nach außen ins Freie sowohl nach innen zur zweiten Kammer hin flüssigkeitsdicht abgeschottet ist. Dadurch ist es nicht möglich, dass das eingeschüttete Isoliermaterial mit der Umwelt in Kontakt kommt und diese belastet. Die abgeschottete Aufnahme des Isoliermaterials in der ersten Kammer verhindert auch, dass negative Einflüsse von außen auf das Isoliermaterial einwirken und dieses gegebenenfalls beschädigen bzw. mit diesem derart zusammenwirken, dass die Isolierfähigkeit des Schalungssteins nachlässt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Kammer bei Anordnung des Schalungssteins innerhalb des Mauerverbundes zum nachträglichen Befüllen mit einem Baustoff, insbesondere mit Beton vorgesehen. Mit einem Schalungsstein gemäß der Erfindung ergibt sich dadurch der technische Vorteil, dass er sowohl zur Aufnahme eines schüttfähigen Isoliermaterials, als auch zur Aufnahme eines Baustoffs zur Stabilisierung vorgesehen ist. Dadurch entstehen auf der Baustelle erhebliche Vorteile hinsichtlich des Arbeitsaufwands und der benötigten Zeit zum Errichten eines Mauerverbunds. Auf ein zusätzliches Einschalen bzw. nachträgliches Anbringen von Isolierdämmplatten kann folglich verzichtet werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das in die erste Kammer einschüttbare Isoliermaterial nicht mineralisches Granulat enthält. Dieses kann beispielsweise pulverförmig, splitterförmig oder kugelförmig sein. Mittels des Granulats gelingt es insbesondere die erste Kammer des Schalungssteins vollvolumig zu befüllen, was zu einer gleichmäßigen Isolierungswirkung des Schalungssteins im Mauerverbund führt. Vorzugsweise umfasst das schüttfähige Isoliermaterial für die erste Kammer die technische Eigenschaft, selbst über eine längere Zeitspanne gesehen, nicht zu verklumpen, sodass es bei einem Rück- bzw. Abbau des Mauerverbunds absaugbar ist bzw. leicht aus der ersten Kammer abgesondert werden kann. Damit bietet der erfindungsgemäße Schalungsstein ebenfalls die Möglichkeit einer sortenreinen, recyclebaren Trennung des Isoliermaterials vom Schalungsstein.
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Vorzugsweise ist bei Anordnung des Schalungssteins innerhalb des Mauerverbundes die mittlere Wand zur flüssigkeitsdichten Abschottung zwischen der ersten und der zweiten Kammer vorgesehen. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass das in die erste Kammer eingeschüttete Isoliermaterial mit dem Baustoff aus der zweiten Kammer in Kontakt kommt und sich gegebenenfalls mit diesem vermischt. Dadurch ist eine sortenreine Aufbewahrung des Isoliermaterials sowie des Baustoffes innerhalb des Schalungssteins möglich, was zu verbesserten mechanischen und thermischen Eigenschaften des Schalungssteins führt.
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In einer anderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Kammer nach oben und nach unten geöffnet sind, um einen Materialfluss zwischen übereinander angeordneten Schalungssteinen im Mauerverbund zu ermöglichen. Dadurch wird es dem eingeschütteten Isoliermaterial bzw. dem eingefüllten Baustoff leicht gemacht, sich gleichmäßig zwischen übereinander angeordneten Schalungssteinen auszubreiten, sodass es zu einer vollständigen und gleichmäßigen Befüllung des Mauerverbunds kommt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die inneren Querstege mindestens einen inneren Durchlaß umfassen, der zum Materialausgleich zwischen nebeneinander angeordneten Schalungssteinen im Mauerverbund vorgesehen ist. Damit kann sich ein eingefüllter Baustoff horizontal innerhalb des Mauerverbundes von zweiter zu zweiter Kammer ausbreiten. Dabei findet der Materialausgleich lediglich zwischen den zweiten Kammern statt, in die der Baustoff eingeschüttet worden ist. Ein Materialausgleich zwischen einer ersten und einer zweiten Kammer ist dagegen nicht möglich.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn der innere Durchlass der inneren Querstege zwischen der Innenwand und der mittleren Wand vornehmlich bogenförmig ist. Durch die Bogenform des Durchlasses ist es möglich, dass sich der Baustoff schnell innerhalb der zweiten Kammern von Schalungsstein zu Schalungsstein gleichmäßig ausbreitet. Des Weiteren wird durch die Bogenform des Durchlasses insbesondere die Tragfähigkeit bzw. die mechanische Belastbarkeit der Querstege verbessert.
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In einer weitern Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die äußeren Querstege mindestens einen äußeren Durchlass umfassen, der zum Materialausgleich zwischen nebeneinander angeordneten Schalungssteinen im Mauerverbund vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, dass sich das eingeschüttete Isoliermaterial zwischen den ersten Kammern des Schalungssteins ausbreitet sowie gleichmäßig verteilt. Dabei findet die Ausbreitung des Isoliermaterials lediglich zwischen den ersten Kammern statt. Eine Ausbreitung des Isoliermaterials zwischen der ersten und der zweiten Kammer ist dagegen nicht möglich.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der äußere Durchlass der äußeren Querstege zwischen der mittleren Wand und der Außenwand vornehmlich spitzbogenförmig ist. Durch den spitzbogenförmigen Durchlass kann sich das schüttfähige Isoliermaterial besonders gut ausbreiten, wobei die Spitzbogenform zusätzlich einem Maurer eine Erleichterung zum Zerkleinern des Schalungssteins bietet.
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Besonders stabil sind die äußeren Querstege, wenn sie zwischen der mittleren Wand und der Außenwand einen ersten und einen zweiten Schenkel umfassen, die vornehmlich einen Winkel α und einen Winkel β zwischen der Außenwand und der mittleren Wand einnehmen. Während der erste Schenkel mit der Außenwand den Winkel α einschließt, ist zwischen dem zweiten Schenkel und der mittleren Wand der Winkel β vorhanden. Die im Winkel zueinander ausgerichteten Schenkel der äußeren Querstege sorgen für einen verlängerten Weg der Wärmeübertragung zwischen der mittleren Wand und der Außenwand. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Wärmeisolierungsfähigkeit für den erfindungsgemäßen Schalungsstein.
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Vorzugsweise sind der Winkel α und der Winkel β kleiner als 90°, vornehmlich beide 45° groß. Dies hat zur Folge, dass der erste Schenkel und der zweite Schenkel einen 90° Winkel einschließen. Die Ausführung der Winkel α und β mit 45° hat sich insbesondere günstig bei der Herstellung des Schalungssteins erwiesen. Außerdem kann das schüttfähige Isoliermaterial problemlos und gleichmäßig in den 45° großen Mündungswinkel zwischen der Außenwand und dem ersten Schenkel bzw. zwischen der mittleren Wand und dem zweiten Schenkel eindringen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Schenkel ins Innere der ersten Kammer gerichtet sind. Dadurch wird vor allem die Transportfähigkeit des Schalungssteins verbessert, weil sich die Schalungssteine besser palettieren und vor allem weniger Platz beanspruchen.
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An dieser Stelle sei auch erwähnt, dass die Form der äußeren Querstege zwischen der mittleren Wand und der Außenwand beliebig ausgebildet sein kann, solange die Querstege eine größere Länge umfassen als der direkte Abstand zwischen der mittleren Wand und der Außenwand ist. Beispielsweise könnten die äußeren Querstege unterschiedlich lange erste und zweite Schenkel umfassen, die unterschiedliche Winkel α und β umfassen. Vorstellbar ist auch, das aus einer Draufsicht gesehen die Querstege schlangenlinienförmig, bogenförmig oder zickzackförmig sind. Schließlich ist es vorstellbar, dass die äußeren Querstege zwischen der Außenwand und der mittleren Wand lediglich die Form einer schräg geneigten Platte umfassen, die mit der Außenwand und der mittleren Wand jeweils einen gleich großen Wechselwinkel einschließt.
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Um die Stabilität des Schalungssteins im Mauerbund zusätzlich zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die inneren Querstege zwischen der Innenwand und der mittleren Wand Aufnahmen zur Lagerung von Bewehrungseisen umfassen. Die Aufnahmen können beispielsweise kerbenartig in den jeweiligen inneren Querstegen ausgebildet sein, sodass Bewehrungseisen vornehmlich in der Form von Eisenstäben in horizontaler Ausrichtung einlegbar sind. Der Einsatz von Bewehrungseisen kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Mauerverbund als tragende Wand zum Einsatz kommt. Vorstellbar wäre es auch an den inneren Querstegen zwischen der Innenwand und der mittleren Wand Aufnahmen für Bewehrungseisen derart vorzusehen, dass die Bewehrungseisen in vertikaler Ausrichtung zum Mauerverbund befestigbar sind.
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Um sicherzustellen, dass sich das einschüttbare Isoliermaterial sowie der einfüllbare Baustoff gleichmäßig über die Schalungssteine des Mauerverbunds ausgebreitet haben, ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in der Innenwand und/oder der Außenwand mindestens ein Mittel zur Sichtkontrolle des Füllstandes der ersten und/oder zweiten Kammer vorgesehen. Dadurch kann das Fachpersonal auf der Baustelle erkennen, ob sich das eingeschüttete Isoliermaterial sowie der eingefüllte Baustoff ordnungsgemäß innerhalb des Mauerverbundes ausgebreitet haben, um eine ideale Tragfähigkeit sowie ein ideales Isoliervermögen zu gewährleisten.
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Der zuvor beschriebene erfindungsgemäße Schalungsstein lässt sich hervorragend in einem Mauerverbund verbauen. Insbesondere bei tragenden Wänden, die nach außen hin eine verbesserte Isolierfähigkeit haben sollen, kommt der erfindungsgemäße Schalungsstein zu einem energiebewussten Einsatz. Der Umwelt zugute kommt auch, dass der erfindungsgemäße Schalungsstein eine nachträgliche sortenreine Trennung der verwendeten Materialien ermöglicht. Schließlich ist der erfindungsgemäße Schalungsstein einfach herstellbar, gut transportierbar und kann auf einfache Art und Weise in praktischer Hinsicht von Maurern auf der Baustelle verwendet werden.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 1 bis 4 dargestellt.
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Dabei zeigen:
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1 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Schalungsstein,
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2 eine Schnittdarstellung A der 1,
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3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schalungssteins und
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4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schalungssteins mit Bewehrungseisen.
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Die 1 zeigt eine Draufsicht des Schalungssteins 1 gemäß der Erfindung. Der Schalungsstein 1 umfasst eine erste Kammer 2 und eine zweite Kammer 3 zur Aufnahme unterschiedlicher Materialien. Im Mauerverbund sind die erste Kammer 2 zur Raumaußenseite und die zweite Kammer 3 zur Rauminnenseite angeordnet. Die erste Kammer 2 und die zweite Kammer 3 verfügen über eine gemeinsame mittlere Wand 4. Die mittlere Wand 4 ist durch innere Querstege 5, im Folgenden als Querstege 5 bezeichnet, mit einer Innenwand 6 des Schalungssteins 1 verbunden. Die Innenwand 6 ist parallel zur mittleren Wand 4 vorgesehen, wobei die Querstege 5 im senkrechten Winkel zwischen der Innenwand 6 und der mittleren Wand 4 angeordnet sind.
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Die zweite Kammer 3 ist durch die Querstege 5, die Innenwand 6 und die mittlere Wand 4 begrenzt, wobei sie nach unten und nach oben geöffnet ist.
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Entlang der Höhe des Schalungssteins 1 ist an einem linken Ende der Innenwand 6 eine Nut 7 eingeformt, um stoßseitig mit einem daneben angeordneten Schalungsstein 1 ausgerichtet zu werden. Entlang der Höhe des Schalungssteins auf der rechten Seite der Innenwand 6 ist entsprechend ein Vorsprung 8 vorgesehen, der in die Nut 7 eines daneben angeordneten Schalungssteins 1 vorsteht. Ähnliche Mittel zur Ausrichtung nebeneinander angeordneter Schalungssteine 1 sind auch entlang der Höhe an den jeweiligen Enden der mittleren Wand 4 vorhanden.
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Die mittlere Wand 4 ist außerdem durch äußere Querstege 9, im Folgenden als Querstege 9 bezeichnet, mit einer Außenwand 10 verbunden. Die erste Kammer 2 wird durch die mittlere Wand 4, die Außenwand 10 sowie die Querstege 9 begrenzt, wobei sie ähnlich wie die zweite Kammer 3 auch nach oben und nach unten hin geöffnet ist. Die mittlere Wand 4 ist parallel zur Außenwand 10 angeordnet, wobei zwischen der mittleren Wand 4 und der Außenwand 10 ein Abstand x vorgesehen ist. Der Abstand x zwischen der Außenwand 10 und der mittleren Wand 4 ist geringer als die Länge eines zwischen der mittleren Wand 4 und der Außenwand 10 angeordneten Quersteges 9. Dessen Länge ist in der 1 allgemein durch die Punktlinie y dargestellt. Im Gegensatz dazu ist bei der zweiten Kammer 3 ein Abstand w zwischen der Innenwand 6 und der mittleren Wand 4 gleich groß wie eine Länge z des Quersteges 5.
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Die Querstege 9 umfassen jeweils einen ersten Schenkel 11 und einen zweiten Schenkel 12. Der erste Schenkel 11 steht von der Außenwand 10 in einem Winkel α ab, während der zweite Schenkel 12 in einem Winkel β von der mittleren Wand 4 absteht. Der erste Schenkel 11 läuft mit dem zweiten Schenkel 12 v-förmig zusammen, wobei der erste und der zweite Schenkel 11, 12 in das Innere der ersten Kammer 2 zeigen. In dem Ausführungsbeispiel der 1 umfassen die beiden Winkel α und β jeweils 45°, sodass der erste Schenkel 11 mit dem zweiten Schenkel 12 einen 90° Winkel einschließt.
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Die 2 zeigt eine Schnittdarstellung nach dem Schnitt A der 1. Der Schnitt A ist an der Stelle vorhanden, wo der erste Schenkel 11 und der zweite Schenkel 12 zusammenlaufen. Die 2 zeigt die Höhe H sowie die Länge L des Schalungssteins 1. Eine schraffierte Schnittfläche 13 zeigt im Wesentlichen die Stelle der Querstege 9, an der der größte Wärmefluss über die Querstege 9 erfolgt.
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Die 3 zeigt eine Seitenansicht des Schalungssteins 1 der 1. Der Schalungsstein 1 umfasst eine Breite B, die im Wesentlichen einer Mauerdicke entspricht. Angesichts der 1 und 2 zeigt die 3 zusätzlich zwei innere Durchlässe 14, im Folgenden als Durchlässe 14 bezeichnet, die im Quersteg 5 vorgesehen sind. Über die Durchlässe 14 kann sich der in die zweite Kammer 3 eingefüllte Baustoff zwischen nebeneinander liegenden Schalungssteinen 1 ausbreiten. Außerdem enthält der Quersteg 9, der die Außenwand 10 und die mittlere Wand 4 verbindet, zwei äußere Durchlässe 15, die im Folgenden als Durchlässe 15 bezeichnet sind. Die Durchlässe 15 sind dafür vorgesehen, um ein Ausbreiten des eingeschütteten Isoliermaterials zwischen nebeneinander angeordneten ersten Kammern 2 zu ermöglichen.
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Die 3 zeigt auch eine Kante 16, die den Zusammenstoß des ersten Schenkels 11 und des zweiten Schenkels 12 markiert. Wegen des schrägen Zusammenstoßens der Schenkel 11, 12 kommt es zu einer spitzbögigen Ausformung der Durchlässe 15, selbst wenn dies nicht in der 3 dargestellt ist. Schließlich zeigt die 3, dass die Durchlässe 14 des Querstegs 5 eine engere Bogenform umfassen als die Durchlässe 15 des Querstegs 9.
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Die 4 zeigt wie die 3 eine Seitenansicht des Schalungssteins 1 der 1. Im Gegensatz zur 3 zeigt die 4 nur einen Durchlass 14 im Quersteg 5. Zusätzlich umfasst der Quersteg 5 zwei Aufnahmen 17, die vorgesehen sind, um jeweils ein Bewehrungseisen 18 aufzunehmen. Die beiden Aufnahmen 17 sind durch eine Unterteilung 19 voneinander getrennt. Die Unterteilung 19 ist im Wesentlichen mit der Höhe H des Schalungssteins 1 bündig. Die Unterteilung 19 kann jedoch auch geringer ausgebildet sein, sodass sie nicht mit der mittleren Wand 4 und der inneren Wand 6 bündig ist. Dies kann vor allem dann von Vorteil sein, wenn ein verbesserter Materialausgleich über die Aufnahmen 17 zwischen nebeneinander angeordneten Schalungssteinen 1 erwünscht ist.
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Der erfindungsgemäße Schalungsstein 1 eignet sich hervorragend für den Verbau in einem Mauerverbund für Energiesparhäuser. Er zeichnet sich insbesondere durch seine hohe Stabilität sowie durch seine Wärmeisolationsfähigkeit aus. Schließlich bietet der erfindungsgemäße Schalungsstein 1 die Möglichkeit sowohl schüttfähiges Isoliermaterial als auch einen stabilisierenden Baustoff, wie beispielsweise Beton aufzunehmen. Der Schalungsstein 1 ist günstig herstellbar und gewährleistet über lange Jahre hinweg eine hervorragende Isolierungseigenschaft.
