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Verbund-Gußverfahren zur Herstellung einer punktbelastbaren Bautafel
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Die Erfindung dient zur Herstellung einer Bautafel mit polygonförmigem
Grundriß, die punktbelastbar und so beschaffen ist, daß sie nur an den Polygonecken
oder -seiten unterstützt werden muß.
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Es ist bekannt, derartige Bautafeln dadurch herzustellen, daß eine
Platte aus vorzugsweise druckfestem Material mit geringer Zugfettigkeit auf der
Seite gegenüber der zur Oberfläche wirkenden Kraftrichtung mit einer außenliegenden
Bewehrung aus zugfestem Material versehen ist. So werden beispielsweise Sperrholzplatten
mit einer Stahlplatte durch Klebung beschichtet. Bewährt ist auch, eine Wanne beispielsweise
aus Stahl, die einen Boden und eine seitliche Umrandung besitzt und daher hohe Zugkräfte
aufnehmen kann, mit druckfestem Material wie etwa Anhydrit oder Beton zu füllen.
Ferner werden bei solchen Wannen die Ränder durch eine Abwinkelung so verstärkt,
daß auch bei Einwirkungen größere Kräfte unmittelbar auf den Rand,per Wanne keine
schädliche Verformung eintritt. Bekannt ist es schließlich, eine derartige Bautafel
- bestehend aus einer Wanne mit zugfestem Material und einer Füliung aus druckfestem
Material - von der Rückseite her zu füllen, wobei die Wanne abgedichtet auf eine
Grundplatte mit hochwertiger Oberfläche aufgesetzt wird. In diesem Falle dient das
Verfahren dazu, die Oberfläche des druckfesten Materials besonders glatt, eben und
gleichmäßig auszuführen, um insbesondere auf diese Weise eine Nachbearbeitung zu
vermeiden.
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Die vorliegende Erfindung dient dazu, die Herstellung der gesamten
Platte einschließlich der Fertigung der Wanne aus zugfestem Material im Gießverfahren
auszuführen und dabei insbesondere auch die Möglichkeit zu eröffnen, die der Benutzung
dienende Oberseite der FUllung aus druckfestem Material sehr hochwertig, d.h. glatt,
dicht
und fest sowie eben auszuführen. Insbesondere zielt das Verfahren
darauf ab, derartige Bautafeln ausschließlich aus mineralischen Baustoffen in unbrennbarer
Form bzw. mit hoher Feuerbeständigkeit auszuführen, weil in zunehmendem Maße derartige
Bauplatten insbesondere als Bodenplatten bei dem Bau von Zweckbauten mit hoher Brandsicherheit,z.B.
Hochhäusern, gefordert werden. Besondere Forderungen sind bekanntlich auch durch
die Notwendigkeit gegeben, bei derartigen Bautafeln Einbauten vorzunehmen in Form
von Steckdosen, Lüftungsgittern und dgl. Ferner muß die Notwendigkeit bestehen,
solche Bautafeln auch durch Ablängen den örtlichen Verhältnissen anzupassen, z.B.
beim Anschluß an Wände, Stützen und dgl.
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Grundsätzlich besteht für die Ausführung einer derartigen Wanne aus
zugfestem Material neben den in der Vergangenheit ausschließlich verwendeten metallischen
Baustoffen auch Beton in Form von Faserbeton zur Verfugung, der es ermöglicht, auch
bei relativ geringen Wanddicken große Zugkräfte aufzunehmen. Jedoch ist neben den
technologischen Besonderheiten bei der Verarbeitung eines derartigen Faserbetons
die Tatsache zu berücksichtigen, daß ein derartiger Beton mehrfach wie normaler
Beton einer entsprechenden Betongüte (z.B. 8 - 10 mal) so viel kostet.
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Infolgedessen scheidet aus rein wirtschaftlichen Gründen die einfachste
Lösung aus, nämlich eine ganze Bautafel einheitlich aus einem solchen Faserbeton
auszuführen, der dann auf der einen Seite (unten) Zugkräfte, auf der anderen Seite
(oben) Druckkräfte aufnehmen kann.
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Zwar besteht die Möglichkeit, zunächst eine Wanne aus zugfestem Material,
z.B.
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Faserbeton, im Gießverfahren herzustellen und diese dann nachträglich
in trnditioneller Weise mit dem druckfesten Material (aiso einen Beton traditioneller
Zusammensetzung) von oben zu füllen. Hierbei tritt aber dann das Problem der Oberflächenbeschaffenheit
des druckfesten Materials auf, d.h., es muß eine Nachbearbeitung erfolgen; femer
ist die Durchführung zweier getrennter Arbeitsgänge, also zuerst die Herstellung
und Zwischenhärtung der Wanne aus zugfestem Material und dann die Füllung für die
Wirtschaftlichkeit hinderlich.
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Demgemäß bezieht sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf
die Aufgabe, eine derartige Verbundbauplatte aus zwei verschiedenen (oder sogar
aus drei verschiedenen
) Betonarten in erzen aus mehreren Afbeitstakten
zusammengesetzten, aber zusammenhängenden Verfahren rein gießtechn ischer Natur
auszuführen und gleichzeitig auch das Problem der Oberflächenbeschaffenheit hoher
Güte ohne nachträgliche Bearbeitung für die Nutzseite (Gehseite bei Doppelbodenplatten,
Wetterseite bei Dachplutten) zu lösen.
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Das Verfahren nutzt die Tatsache, daß zwei (oder drei) verschiedene
Betonarten von der Konsistenz des Fließbetons sich gut miteinander verbinden, wenn
sie unmittelbar zusammen in geeigneter Weise in einer Vorrichtung eingeformt werden.
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Die "geeignete Weise" der Zusammenführungen verschiedener Betonarten
wird erfindungsgemäß sichergestellt durch den Einsatz einer "lnnen-Schalung" (hier
im wörtlichen Sinne) in die eigentliche Gießform, die ihrerseits aus zwei parallelen
Schalungs-Platten und einem äußeren Rahmen zusammengesetzt wird. Die " "Innen-Schalung
bildet somit einen wesentlichen Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, das
wie folgt gekennzeichnet ist: Auf einer Grundplatte wird eine die Bautafel seitlich
begrenzende rahmenförmige "Außen-Schalung" aufgebaut und ion diese die Innenschalung
eingesetzt.
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Zwischen der Außen-Schalung und der Innenschalung entsteht auf diese
Weise ein ringförmiger Raum für den Rand der Wanne. In diesem ringförmigen Rand-Raum
wird Faserbeton eingefüllt, während in den Innenraum der Innen-Schalung Beton traditioneller
Zusammensetzung (Normal-Beton) eingefüllt und so verdichtet wird, daß auf der Oberfläche
der Grundplatte ein dichtes Gefüge für die Ausbildung einer hochwertigen Oberfläche
entsteht.
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Die Reihenfolge dieser beiden Vorgänge ist grundsätzlich nicht von
Bedeutung. Infolgedessen kann sowohl zuerst der Faserbeton für den Wannenrand und
dann der faserfreie Beton fur die Hauptfläche eingefüllt werden oder umgekehrt zuerst
der faserfreie Beton fUr die Hauptfläche und dann der Faserbeton für den Rand. Grundsätzlich
ist es auch möglich, beide Füllvorgänge in der Serienfertigung gleichzeitig durch
Porollelscholtung der Zuführungen vorzunehmen.
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Zweckmäßig wird die Füllung fir dcn Rancbere:ch 1-er Wanne mit Faskrb'et8A
leicht überdosiert mitRücksicht darauf, daß bei der nach dem Einfüllen vorgenommenen
Entfernung der Innenschalung zunächst vorübergehend ein kleiner Hohlraum zwischen
den beiden Betonarten entsteht. Dieser Hohlraum füllt sich nach dem Herausnehmen
der Innen-Schalung teilweise von allein durch das seitliche Ausbreiten des Betons
aus, wobei sich die beiden Beton-Arten in erwünschter Weise miteinander vermischen.
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Da infolgedessen möglicherweise die Höhe des Randes aus Faserbeton
etwas absinkt, ist eine geringfügige Überdosierung speziell des Faserbetons erwünscht.
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Nach dem Herausnehmen der Innenschalung wird zunächst an deren Stelle
der Faserbeton ergänzt und abschließend der Wannenboden aus Faserbeton eingefüllt
und eingeebnet. Um zu verhindern, daß der Wannen-Boden durch Materialmangel nicht
die notwendige Mindeststärke erhält, wird die Einfüllmenge für den Wannenboden leicht
überdosiert. Sinngemäß wird dann das überschüssige Material abgestreift, zumindest
aber im Bereich der Auflagerung an den Polygon-Ecken auf die notwendige Starke der
Bautafel eingeebnet.
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In bekannter Weise wird nach Abschluß der Fertigung der Bautafel die
Fumtlurch eine Platte abgedeckt, wobei zweckmäßig diese Platte gleichzeitig die
Grundplatte für die nächste Bautafel bildet, so daß die Fertigung mehrerer Elemente
in sogenannter Stapel-Arbeitsweise übereinander erfolgt. Wird dabei die erste Grundplatte
als Palette ausgebildet oder mit einer Palette kombiniert, so kann beispielsweise
eine ganze Gruppe von Bautafeln mit einem Gabelstapler oder anderem Transportmittel
bewegt und beispielsweise zur Beschleunigung des Abbindevorganges in eine Wärmekammer
gefahren werden.
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Eine Erweiterung des Verfahrens kann in der Weise erfolgen, daß die
innen- Schalung in verschiedene Segmente unterteilt wird. In die Freiräume zwischen
den einzelnen Segmenten kann dann ebenfalls Faserbeton eingebracht werden, so daß
die Fläche der Bauplatte durch Faserbeton-Stege ausgesteift ist, die die Ränder
des Wannen-Randes randparallel und/oder diagonal zwischen den Auflagern an den Ecken
der Bautafel verbinden.
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Eine Weiterentwicklung dieses Prinzips führt dazu, daß die Bautafel
durch mehrere randparallele Rippen gegliedert ist, wobei die Zwischenräume zwischen
den Rippen
aus Faserbeton durch faserrielen Beton ausgefüllt sinJ.
Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit, nachträglich das zwischen den Rippen aus
Faserbeton vorhandene Material ohne Minderung der Gesamt-Tragkraft zu entfernen,
um Öffnungen für Einbauten (z.B. Steckdosen) zu ermöglichen. Werden die Öffnungen
zwischen den Rippen angeordnet, so wird dadurch die Belastungsmöglichkeit der Bautafel
im Ganzen nur unwesentlich beeinträchtigt, weil im wesentlichen die unverletzt gebliebenen
Rippen in Verbindung mit der restlichen Druckfläche aus druckfestem Material die
Biegebeanspruchungen aufnehmen.
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Wesentlich ist, daß durch das beschriebene Herstellungsverfahren die
im Gebrauch oben befindliche "Gehseite" sehr hochwertig, d.h. dicht, ebenflächig,
glatt und druckfest ausgebildet wird, so daß eine Nachbearbeitung nicht erforderlich
ist, während die bei der Fertigung oben liegende, jedoch im Gebrauch unten liegende
Oberfläche der Bautafel ohne Nachteil weniger hochwertig sein kann.
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Eine weitere E igentuml ichkeit des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
besteht schließlich darin, daß es möglich ist, mit dem Gießvorgang in den Beton
Stoffe einzufügen, die der Ableitung elektrischer Aufladungen dienen und/oder zum
Schluß des Herstellungsvorgangs in die bei der Herstellung oben liegende Seite,
im Gebrauch unten liegende Fltiche Zusatzstoffe einzuformen, die zusätzliche Funktionen
- wie beispielsweise erhöhten Brandschutz - übernehmen.
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Die Figuren 1 - 7 geben beispielhaft und schematisch das Herstellungsverfahren,
die dafür erforderlichen Werkzeuge und das Produkt an dem Beispiel einer Doppelbodenplatte
wieder.
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Figur 1 zeigt die im Prinzip bekannte Auflagerung einer Doppelbodenplatte
(1) auf vier Fußstützen (2), wobei der auf die Doppelbodenplatte aufgeklebte Feinbelag
(25) abgeschnitten dargestellt ist. Die Schnittfläche der Doppelbodenplatte zeigt
schematisch die aus Faserbeton hergestellte Wanne (3), die als außenliegende Zug-Bewehrung
dient sowie die Füllung (4), die aus einem druckfesten Normal-Beton besteht, der
keine wesentlichen Zugkräfte aufzunehmen hat und daher faserfrei mit relativ geringen
Kosten ausgeführt werden kann.
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Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt (ohne den Feinbelag
27), wobei in der Oberfläche die Übergangszone (5) dargestellt ist, die dadurch
entsteht, daß nach dem Herstellungsverfahren sich der Faserbeton des Wannenrandes
mit dem druckfesten, faserfreien Beton der Füllung vermischt und verzahnt. Hierbei
wird auch sichtbar, daß der Wannenrand (6) eine verhältnismäßig große Breite aufweist,
weil nach den bestehenden Anforderungen an derartige Platten auch bei einer Punktbelastung
am Wannenrand keine Beschädigung auftreten kann. Ist beispielsweise die Gesamtstärke
der Wanne 30 mm, so ist der Wannenboden (7) aus Faserbeton nur 6 - 10 mm stark,
hingegen die Druckschicht (4) aus druckfestem Beton sinngemäß 20 - 24 mm stark.
Die Breite des Wannenrandes (6) entspricht im Beispiel in der Größenordnung zweckmäßig
etwa der Hälfte bis zu dem ganzen Wert der gesamten Plattenstärke.
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In Figur 3 ist schließlich dargestellt, wie nach dem erfindungsgemößen
Herstellverfahren die Platte "auf dem Kopf" gegossen wird. Zu diesem Zweck wird
eine Grundplatte (8) mit einem zerlegbaren Rand (9) versehen, der so ausgebildet
ist, daß auch der Rand der Doppelbodenplatte die endgültige Form, hier im Gebrauch
mit leichter Abschrägung nach unten erhält. Gemäß Figur 3 wird zuerst die Füllung
aus druckfestem Beton (4) unmittelbar auf der Grundplatte (8) aufgebracht und erst
danach die Wanne mit ihrem Boden (7) und ihrem Rand (6) -hier nach oben liegend
- ausgeformt.
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Figur 4 zeigt eine Variante, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die
oberste relativ dünne Schicht der Geh-Seite (hier unten auf der Grundplatte 8 aufliegend)
aus feinkörnigem hochfestem Beton (24) besteht, während die Rumpfschicht (25) aus
Leichtbeton (z.B. mit Blähton) oder Einkornbeton besteht.
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Figur 5 veranschaulicht die einzelnen Verfahrens-Schritte wie folgt:
a) Aufsetzen einer rahmenartigen Außen-Schalung auf eine Grundplatte zur Schaffung
eines wannenförmigen Raumes mit der Starke und dem Volumen der gewünschten Bautafel;
b) Einsetzen einer ringförmigen Innen-Schalung mit gesichertem Abstand zur Außen-Scha
lung;
c) Dosiertes Eingießen des druckfesten Materials in den Innen-Raum
der Innen-Schalung mit einer gegenüber der Gesamtstärke der Bautafel beschränkten
Höhe; d) Dosiertes Eingießen von zugfestem Material in den Restraum zwischen der
Innen-Schalung und der Außen-Schalung; e) Entfernen der Innen-Schalung; f) Eingießen
von weiterem zugfestem Material in den polygonförmigen Restraum zwischen der Außen-Schalung
oberhalb der bereits eingefüllben Stoffmengen aus den Schritten a und b; g) Abstreifen
überschüssigen Materials und Glätten und/oder Kalibrieren der Tafel-Störke an den
Auflagern; h) Abdecken zwecks Abschluß zur Verhinderung der Wasser-Verdunstung und
Schaffung der Grundplatte für eine zweite Tafel.
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Von entscheidender Bedeutung für die Überwindung der speziellen Schwierigkeit,
die bisher der Ausführung einer derartigen Verbundbauplatte entgegenstand, ist die
Innen-Schalung gemäß Figur 6 und 7. Es genügt nicht, daß in die Form, die aus der
Grundplatte 8 und dem Außenrahmen 9 besteht, eine Innenschalung 10 eingesetzt wird.
Wichtig ist vielmehr auch, wie der Außen-Rahmen 9 zusammen mit der Innenschalung
10 den Hohlraum 11 für die Ausbildung des Wannenrandes 6 bildet. Zu diesem Zweck
werden z.B. Abstandshalter in den ringförmigen Raum 11 eingesetzt, um die Innenschalung
10 in der richtigen Lage innerhalb der Gesamtform zu fixieren. Noch besser ist es,
die Abstandhalter 21 und 23 gemäß Figur 6 und 7 zu der Innen-Schalung 10 so zu befestigen,
daß sie sich gegen die Außenscholung abstützen und mit einem Handgriff 22 als Steuerungs-Organ
wirken.
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In Figur 8 ist dargestellt, wie die Auflageflächen an den Ecken mit
Hilfe einer nicht Uberhöhten Außen-Schalung (a) einer Dosierung der Beton-Füllung
(4, 16) und durch EindrUcken von zusätzlichen Lagerstücken (26) eine genaue Kalibrierung
der Tafelstörke im Auflager-Bereich erzielt wird.
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L e e r s e i t e