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Leichtbetonbaustein mit hinterlüfteter Fassadenplatte außen
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und Strukturen auf der Innenseite Die Erfindung betrifft einen Baustein,
insbesondere einen Schalungsstein aus Leichtbeton, Schaumbeton, Kunststoffbeton
-oder Gasbeton mit auf 1 Seite aufgebrachter hinterlüfteter Wetterschutzfassade
und Strukturen auf der Innenseite.
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Damit werden, insbesondere durch entsprechende Wahl des Vergußmaterials
beste bauphysikalische Werte für den Gesamtaufbau einer Außenwand sowie Arbeitszeiteinsparungen
auf der Baustelle erreicht. Ein nachträgliches Verputzen und das Anbringen einer
Wetterschutzfassade vom Gerüst aus und u.U. das Verputzen der Innenfläche kann entfallen.
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Bausteine mit ausgießbaren Kammern, sogenannte Schalungssteinel sind
in verschiedenen Ausführungen, Abmessungen und Betonarten bekannt. Sie werden meist
unter Vibration gepreßt aus Normalbeton, Leichtbeton (Blähton oder Bims), 1-Kornbeton
oder Holzfaserbeton. Durch Verwendun-g eines niedrigen W/Z-Wertes bleiben sie nach
dem Verpressen stehen. Ihre Oberfläche ist offenporig, Verputze außen, oder Schutzfassaden
zusätzlich angebracht und Verputze auf der Innenseite sind immer erforderlich.
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Derartige Steine sind unter verschiedenen Markennamen bekannt.
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Die Druckfestigkeiten liegen bei 40-150kg/cm2 bei Betonrohdichten
von 1-1,4kg/dm3. Bei schwereren Steinen mit Rohdichten über 1,4, also mit schlechteren
Wärmedämmwerten werden zusätzlich Dämmplatten eingebaut.
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Eine andere Art eines teichtbetonsteines ist der Gasbeton-Vollstein.
Hier werden durch die niedrigen Rohdichten bessere Wärmedämmwerte erreicht. Das
Herstellungsverfahren der Gasbetonsteine -Blockguß und herausschneiden von quaderförmigen
Teilen macht eine Hohlraumausbildung nicht möglich. Aus Handhabungsgründen ist bei
diesen Voll steinen eine Maßvergrößerung nicht durchzusetzen.
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Es ist auch der Versuch gemacht worden, auf Gasbetonblöcke Fassadenplatten
aufzukleben. Kleinformatige Gasbetonsteine haben damit eine große Pugenlänge, großformatige
müssen mit dem Kran versetzt werden. Wände aus kleinformatigen Steinen nehmen, da
eine Bewehrung nicht eingebracht ist'nur geringe Querkräfte auf. Die erforderliche
Dunnbett-Planverklebung macht den Einbau einer Armierung, etwa in die Fuge,nicht
mehr möglich.
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In jüngster Zeit ist auch ein Fertigungsverfahren entwickelt worden,
das erstmals bei Gasbeton die Hohlraumausbildung ermöglicht. Dieser Stein entspricht
damit einem Schalungsstein und es ist der einbau einer längs der Wand verlaufenden
Armiening möglich. Das Verfahren hat aber den Nachteil, daß das übergeschäumte Volumen
abgeschnitten und zurückverarbeitet werden muß.
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Alle diese bekannten Bausteine für manuelle Vermauerung werden bis
heute außen und innen mit einer Putzschicht versehen. Häufig wird außen zusätlich
eine Wetterschutzschicht angearbeitet oder aufgebracht. Insbesondere poröse Gasbeton-oder
Schaumbetonsteine brauchen unbedingt diese Außenschutzschicht, damit die physikalischen
Werte durch Feuchteeinfluß nicht verändert werden. Ob ein Innenputz erforderlich
ist, hängt jeweils ab von der Zweckbestimmung des Raumes, der Behezungsart und der
Feuchteregelung.
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Die Kosten für den Wetterschutz sind bedingt durch die Gerüstarbeit
lohnkostenintensiv.
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Leichtbetonsteine, Gas- oder Schaumbetonsteine insbesondere als Schalungssteine
mit einer Wetterschutzfassade in hinterlüfteter Ausführung und/oder auf der Innenseite
streich- oder tap-ezierfahiger Oberfläche sind bis heute nicht bekannt.
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Voraussetzung dafür, eine Mtetterschutzplatte mit dsm Baustein vor
der Vermauerung zu verbinden oder auf die Verputzarbeit innen verzichten zu können
ist natürlich die exakte Fertigung des Steines selbst in Stahlformen, also mit Toleranzen
die unter 1mm liegen.
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Die Erfindung hat zum Ziel, einen leichten, von Hand zu verarbeitenden
Wandstein~nu schaffen, insbesondere einen Schalungsstein der außen und innen fertig
ist bzw. der innen höchstens noch eine Fugenversäuberung erfordert.
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Die Wetterschutzplatte kann aus beliebigen Werkstoffen und in beliebiger
Oberflächenstruktur ausgeführt sein. Vorzugsweise wird Asbestzement, Aluminium und
Kunststoff in verschiedenen Farben und evtl. besandet, gekiest usw. verwendet.
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Die Schutzplatte wird zweckmäßigerweise aufgeklebt und sie kann mechanisch
gesichert werden.
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An den Stoßstellen können sich die benachbarten Schutzplatten überdecken
oder über elastische Dichtungen miteinander verbunden setn. Vorzugsweise werden
die vertikalen Fugen durch die Schutzplatte überdeckt oder durch einen zusätzlichen
Kunststoffstreifen gedichtet.
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Die Innenseite des Steines kann eben oder mit einer Struktur versehen
sein. Derartige Strukturen können angeformt werden oder durch Bruch entstehen oder
in einem weiteren Arbeitsgang aufgebracht werden, jedoch immer im Herstellerwerk
d.h. vor dem Transport auf die Baustelle.
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Der Baustein ist mit vertikal verlaufenden Hohlräumen versehen, die
mit beliebigen härtbaren Stoffen ausgießbar sind und die ermöglichen, durch Ausnehmungen
in den Querstegen längs der Wand verlaufende Armierungen einzugießen.
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Die Vergußmasse kann tragfester sein als der Stein selbst oder sie
kann weniger tragfest ausgeführt werden.
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Die erfindungsgemäßen Bausteine können nach 3 Methoden gefertigt werden.
Aus Schaumbeton etwa in Stahlformen gegossen und ausgehärtet. Zum Anderen aus Teilen
zusammengesetzt, etwa einer Innen- und Außenschile, die mit Stegen vorzugsweise
verklebt werden oder nach der bisherigen Methode der Hohlblockfertigung mit zusätzlich
aufgebrachter Putz- oder Stukturschicht.
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Gegossene Steine haben u.U. leicht konische Flächen, um die Sntschalung
zu erleichtern. Die Oberflächen sind noch leicht porig.
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Bei Steinen, aus Elementen zusammengesetzt, sind die Flächen alle
planparallel. Die Brandsicherheit wird durch Bügelverankerung im Ausgußvolumen erreicht.
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Insbesondere Leichtbeton mit eigenporigem Zuschlagstogf ist für den
zusammengesetzten Stein ein interessanter Werkstoff.
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Die Schalen können horizontalliegend so gefertigt werden, daß das
Gefüge auf der Schalungsfläche durch den größeren Mörtelanteil vollkommen geschlossen
ist und einer Mörtelschicht entspricht. Wird die Innenschale auf gleiche Weise gefertigt,
gilt dasselbe für die Oberfläche beliebiger Strukturen.
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ine Variante der zusammengesetzten Ausführung sieht vor, die Scheiben
aus verschiedenen Rohdichten und/oder verschiedener Stärke herzustellen. Mit derartigen
Maßnahmen kann die Tragfestigkeit auf beliebige Werte und das Dampf diffusionsvermögen
von innen nach außen geändert werden.Damit ist es auch möglich, das Wärmespeichervermögen
der inneren Schale auf eine bestimmte Klimazone einzustellen.
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Die- Bausteine nach dem Erfindungsgedanken haben bei Abmessungen von
25x25x100cm ein Gewicht von ca.25kg und sind damit für die Handvernauerung noch
geeignet. Bei Reduzierung der Wandstärke ist u.U. ein Stein mit einer Höhe bis zu
50cm mit gleichem Gewicht herzustellen. Die Verarbeitung erfordert dann noch weniger
Zeit und die Fugenlänge wird noch weiter reduziert.
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Größere Formate sind möglich. So können u.U. stockwerkshohe Teile
auf gleiche Weise gefertigt werden; allerdings ist dann Kranversetzung erforderlich.
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Insbesondere die Steinlänge wird vorzugsweise auf im festgelegt, um
sich den Grundrissen leichter anpassen zu können.
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Ein aus Teilen zusammengesetzter Stein kann auch eine höhere Außenschale
erhalten, etwa für den Bereich der Deckenauflage.
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Gleichgültig, welches Fertigungsverfahren auch verwendet wird, die
Bauteile nach dem Erfindungsgedanken sind Fertigbauteile -höchster Präzision, deren
Verbund durch Verguß gesichert ist und deren spätere Sichtflächet keiner zusätzlichen
Bearbeitung bedürfen.
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Die Kerne werden vorzugsweise durch Leichtbeton oder andere zementgebundene
Stoffe ausgegossen. Die Schalenteile können den Erfordernissen der Bauphysik angepaßt
werden.
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Die folgenden Abbildungen zeigen Beispiele des .3rfindungsgedankens
und zwar: Fig.1 3 Schalungsbausteine im Verband auf das Fundament gesetzt, Fig.2
die Stirnansicht eines Steines, Fig.3 die Stoßstelle im Horizontalschnitt mit glatter
Innenfläche, Fig.4 stellt einen Eckstoß, Fig.5 eine Fensteraussparung dar, Fig.6
einen Vertikalschnitt durch eine Wand, mit Deckenauflage, Fig.7 zeigt einen gegossenen
Stein, während Fig.8 u.9 einen aus Teilen zusammengesetzten Stein darstellen.
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Fig.1O-12 zeigen einen Vertikalschnitt durch 2 Steine im Bereich der
Stoßstelle, Fig. 13-15 einen Horizontalschnitt.
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Fig.16 u.17 zeigt die Innenseite einiger Steine mit verschiedenen
Strukturen.
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Ein Bausteinlbesteht im Wesentlichen aus der Außenschale 2, der Innenschale3,
den Verbindungsstegen 4, den angeformten durchgehenden oder unterbrochenen Rippen
oder Nocken 5 und der mit diesen Rippen verbundenen Wetterschutzplatte 6, Fig.1.
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Die Stege 4 können gegenüber den Schalen in der Höhe versetzt sein,
sodaß sie durch die Nase 7 die Querfixierung mit dem in der Höhe benachbarten Stein
übernehmen und noch einen Spalt8 freilassen, durch den der Vergußbeton in den Kernraum
des horizontal benachbarten Steines durchtritt und ein tragendes Gitterwerk aus
dem Vergußbeton entsteht, bzw. ein Steinverbund.
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Die Verbindung mit dem Fundament 9 wird über die mit in den Verguß
einbezogenen Armierungseisen 10 erreicht. Mit 11 ist eine im Stein längslaufende
Armierung gekennzeichnet.
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Die Rippen- oder Nockenhöhe 5 ist etwa 20-40mm. Die Stärke der Schalen
ist je nach geforderten bauphysikalischen Werten frei wählbar. Die längslaufende,
eizugießende Armierung hat Platz in der trapezförmigen, 3-eckigen- oder rechteckigen
Durchtrittsöffnung 8. An der Eckstelle können sich die Steine überkreuzen oder/und
die Schalenteile werden verschieden lang, etwa nach 12 und 13 gefertigt. Ähnlich
kann bei einer Fenster-und Türaussparung verfahren werden, 14,15,16.
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Auch in der Höhe können die Schalenteile verschieden ausgeführt werden,
etwa wie nach Fig. 6, der Deckenauflage. Die Außenschale 17 ist hier höher und sie
isoliert gegen die Deckenplatte 18.
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In diesem Bereich kann die Farbe der Fassadenplatte geändert werden,
sodaß die Stockwerksstruktur betont wird.
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Bei den gegossenen Steinen haben u.U. alle vertikalen Flächen eine
geringe Ausformschråge 19, die etwa im Bereich von einigen e 10-teWm liegt, gerechnet
auf die Steinhöhe von 25cm. Fig. 7 zeigt einen gegossenen Stein in der Form- oder
Fertigungslage, 0 180 gegenüber der Verabeitungslage gedreht. it 21 ist die Schalungswand
gekennzeichnet.
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In Fig. 8 ist die Innenschale 2 stärker als die Außenschale 3 vorgesehen.
Die Stege 4 werden durch Klebschicht 22 eingebaut.
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Beide Stein-Außenflächen sind vollkommen geschlossen. In die Schalen
eingegossen sind Armierungsbügel 23, welche den Verbund auch gegen hohe Temperaturen
sichern.
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Bei dieser Fertigungsweise sind die Außen- und Innenflächen planparallel.
Für die Innenschale können beliebige Strukturen entsprechend der jeweils verwendeten
Formmatritze erreicht werden, etwa Randfasen30, Vertiefungen bestehend aus flächigen
Formen 31, runden Formen 32 oder planparallele'vertiefte Flächen 33 nach Fig. 16
und 17.
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Werden die Steine etwa für Fundamente , im Boden liegende Kellergeschosse
oder Schwimmbecken eingesetzt, ist vorgesehen, Innenschale und Außenschale gleich
und Schalungsglatt herzustellen und die Außenfläche zu bitumieren.
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Die Stoßstelle der Fassadenplatte nach Fig. 10 sieht schräge Flächen
vor. SchAlagregen wird nach außen abgeleitet. Durchgedrungene Feuchtigkeit trocknet
der vertikale Luftstrom hinter der Fassadenplatte aus. Beispielsweise kann eine
Uberlappung nach Fig.11 oder bei Metallfassaden durch Abkantung 15 Fig.12 erfolgen.
Andere Horizontalstoßausbildungen, etwa solche mit Dichtungen sind möglich.
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Die Vertikalfugen können so ausgeführt sein, daß die Platte 6 den
Fugenbereich der Steine überdeckt und in die Stoß stelle der Platten ein Dichtstreifen
37 eingesetzt ist., Fig.13.
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imine Ausführung, bei der die Fassadenplatten 6 nach der Vermauerung
durch elastischen Fugenmörtel verstrichen wird,
zeigt Fig.14.
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Bei entsprechend starker Passadenplatte kann eine Kunststoffdichtung
39 in die Nuten der Platten 6 eingebettet sein.
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Andere Stoßausbildungen sind, werkstoffbedingt, möglich.
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Fig. 17 zeigt auch, wie die Verputz- oder Strukturschicht auf der
Innenseite durch Aufbringen einer Mörtelschicht im Werk auf einen im Vibrationspreßverfahren
vertikal einstückig hergestellt, erreicht wird. Auf gleiche Weise sind auch die
die Wetterschutzplatte tragenden Rippen oder Nocken anzuformen.
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3ine Wandbauweise mit den erfindungsgemäßen Bausteinen kann die Wandkosten
gegenüber bisher um bis 30,°-4 reduzieren, bei besseren bauphysikalischen Werten
und günstigerem Wohnklima, insbesondere dann, wenn als Vergußbeton ein 1-Korn-Beton
oder ein anderer Leichtbeton mit eigenporigem Kornaufbau eingesetzt wird.
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Es kann grob gerechnet werden, daß das Kostenverhältnis bei heute
üblichen Bauweisen aus Ziegel- oder Betonausteinen mit gleichwertiger Wetterschutzfassade
und Mörtelputz auf Seiten bei 40% für die Fassade, 40% für die Wand und 20% für
den Innenputz liegt. Im Jahre 1975 kostet 1m2 Wand ca. 200.-DM.
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Unter Umständen können durch Wegfall des Innenputzes 15% und durch
Einsparung des Gerüstverputzes mit Fassadenvorbau mindestens ebenfalls 15% dieser
Kosten eingespart werden.
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Die angeführten Werkstoff- und damit auch Verarbeitungsprin prinzipien
sind bedingt durch die Rohstoff-Vorkommen. Zs gibt weltweit geologische Zonen, in
denen Sand vorherrschend ist.
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Hier wird der Schaum- oder Gasbeton bevorzugt zur Anwendung kommen,
wogegen in anderen Zonen durch das Vorhandensein eigenporiger Zuschläge, etwa Bims,
Lavaschlacke oder Grundstoffe, die eine Anreicherung des Porenraumes ermöglichen,
etwa Blähton, sich für die Fertigung des Steines aus Teilen zusammengesetzt eher
eignen.
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Selbstverständlich wirdrder erfindungsgemäße Vorteil einer mit dem
Stein verbundenen Fassade auch bei einem gegossenen oder geschnittenen Vollstein
aus Gasbeton oder Schaumbeton erreicht, sofern es sich um einen maßlich präzise
gefarmten Stein handelt.