DE3402034A1 - Verfahren zur herstellung eines fassadenelementes mit strukturierter sichtflaeche aus beton auf einer matrize - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fassadenelementes mit strukturierter Sichtfläche aus Beton auf einer Matrize gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Fassadenelemente werden vorzugsweise im Hochbau und vor allem im Wohnungsbau in großer Anzahl benötigt. Die erfindungsgemäßen Fassadenelemente unterscheiden sich von denjenigen Fassadenelementen, welche in großer Menge in den Betonfertigteilewerken hergestellt werden, durch die feine Strukturierung ihrer Oberflächen, wie sie beispielsweise für die Nachahmung von Ziegelmauerwerk, Holzfachwerk und ähnlichen Fassaden flächen benötigt werden und daher wesentlich geringe Höhenunterschiede in der Außenfläche voraussetzen als die groben Reliefs, die man bei den üblichen Fassadenelementen anstrebt, deren Struktur aus größerer Entfernung erkennbar sein soll. Fassadenelemente mit den Feinstrukturen mit dem Aussehen von natürlichen Fassaden, zu denen auch Holz-und Schieferschindeln gehören, verlangen eine gegenüber den gröberen Strukturen veränderte Herstellungstechnik in der Schalung und insbesondere in' der Form, mit der die Matrize hergestellt wird. In der Schalung müssen die feinen Erhebungen und Vertiefungen der Matrize trotz der Schwere des Betons in die Sichtbetonfläche übergehen, Rauhigkeiten der formenden Matrizenoberfläche aber unterdrückt werden. In der Form muß deswegen der Matrizenwerkstoff die feinen Erhebungen und Vertiefungen der Struktur auf der Patrize umhüllen und derart auf die Matrize übertragen, wobei die Matrize selbst eine Festigkeit erhalten muß, welche in der Schalung dafür sorgt, daß das entschalte Fassadenelement nicht

■ Ψ-

nur den gestellten Anforderungen an die Oberflächenqualität genügt, sondern die Matrize auch vielfach in der Schalung wiederverwendet werden kann, ohne ihre formende Fläche vorzeitig zu verschleißen oder sich im ganzen zu verziehen, weil nur so auf der späteren Fassade der sogenannte Rapport an den Fassadenelementen eingehalten werden kann.

Bei gröberen Strukturen läßt sich mit Polyurethan die Forderung erfüllen, die die Struktur bildenden Erhebungen und Vertiefungen der Patrize mit der erforderlichen Genauigkeit auf die Matrize zu übertragen und die formende Oberfläche der Matrize glatt sowie verschleißfest auszubilden. Dazu muß man mit dem in einem bestimmten Verhältnis von Härter und Stammansatz zusammengesetzten flüssigen Kunststoff in der Matrizenform zunächst die die Struktur bildenden Erhebungen und Vertiefungen der Patrize ausgießen, nachdem man vorher die meist saugende Oberfläche der Patrize versiegelt und die Versiegelung mit einem Formwachs zur Erleichterung der Entformung der Matrize von der Patrize behandelt hat. Es zeigt sich jedoch, daß solche Matrizen unzureichende Standzeiten haben und daher vorzeitig verschleißen, was die gesamte Produktion der Fassadenelemente unwirtschaftlich macht. Man versucht zwar, die Rückseite der nach dem Entformen eine gummiähnliche Matte bildenden Matrize in der Matrizenform mit einem Gewebe zu bewehren. Die Stabilisierungswirkung des Gewebes ist jedoch gering und erfaßt nicht die auf das Fassadenelement zu übertragenden Strukturen.

Die Erfindung geht von einem zum nicht vorveröffentlichten Stand der Technik gehörigen Verfahren aus (Patent-

anmeldung P 33 10 227.9), das sich von dem vorstehenden und als bekannt anzusehenden Verfahren unterscheidet und die Produktion von Matrizen gestattet, welche eine wesentlich feinere Struktur aufweisen, wie sie von den eingangs beschriebenen natürlichen Fassadenflächen ausgeht. Bei diesem Verfahren werden die Feinstrukturen ebenfalls mit dem flüssigen Kunststoff ausgefüllt, jedoch mit einer sehr dünnen Schicht aus dem Polyurethankunststoff, welcher zwar über die Erhebungen und Vertiefungen der Strukturen durchgehend verläuft, aber sich diesen mit nur an der späteren formenden Seite der Matrize, sondern auch an der Rückseite anpaßt. Die dementsprechend ebenfalls den Strukturen entsprechend unregelmäßige Rückseite wird mit einem Gummigranulat aufgefüllt, welches den größeren Teil des Matrizenkörpers bildet und an der Matrizenrückseite eine ebene Oberfläche ausbildet. In diesem Gummigranulat sind die Gummipartikel miteinander verklebt. In einem speziellen Herstellungsverfahren rüttelt man nach entsprechender Vorerhärtung des Polyurethans das Gummigranulat ein und verbindet dabei gleichzeitig die Granulatkörper untereinander. Der so entstehende Matrizenkörper ist einerseits steif und reduziert die aus dem Polyurethan bestehende Matrizenstärke auf wenige Millimeter. Andererseits ist das Granulat ein außerordentlich billiger Werkstoff, welcher sich deswegen auch nicht auf die Materialkosten für die Matrize nachteilig auswirkt .

Demgegenüber unterscheidet sich die Erfindung darin, daß der kostspielige Polyurethananteil in der Matrize weiter vermindert und deren Festigkeit noch erheblich gesteigert ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe

zugrunde, bei einem Verfahren der als bekannt vorausgesetzten Art das fehlerlose Abformen der Feinstruktur der Patrize auf die formende Seite der Patrize und von dieser auf die Sichtfläche des Fassadenelementes zu ermöglichen und dabei zu erreichen, daß die Matrize trotz ihrer feinstrukturierten Oberfläche die erforderliche Standfestigkeit erreicht, welche einerseits eine vollständige Übertragung der Feinstruktur auf das Fassadenelement und andererseits eine verziehungsfreie wiederholte Benutzung der Matrize in der Schalung gewährleistet.·

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung hat sich folgendes überraschend herausgestellt: Wenn man das Gummigranulat nicht mit einem Klebstoff umhüllt und nachträglich auf das erhärtende Polyurethan und der Aktivierung des Klebstoffes aufträgt, welches die Feinstrukturen der Patrize ausfüllt, sondern das Granulat in den Polyurethankunststoff mischt, bevor man diesen auf die Matrize aufbringt, dann spart man nicht nur mehr Polyurethan, sondern erreicht auf der formenden Oberfläche der Matrize trotz der zwangsläufig in der Kunststoffmischung enthaltenen groben Körnungen des Granulates in Größen von mehreren Millimetern dieselbe glatte Oberfläche, als wenn man den Polyurethankunststoff rein vergießt.Voraussetzung ist allerdings, daß man dem Werkstoff genügend Zeit läßt, sich an der formenden Seite der Matrize in dem erforderlichen Umfang zu entmischen, bevor er

erhärtet. Offenbar beruht nämlich die vollständig glatte und verschleißfeste^ ormende Matrizenoberfläche darauf, daß der Füllstoff von selbst in die höheren Schichten des noch flüssigen Kunststoffes auswandert und sich dort anreichert, wobei man diesen Vorgang durch das Rütteln der Form beschleunigen bzw. sogar auslösen kann, wenn er zu lange auf sich warten läßt. Das ergibt sich nämlich daraus, daß die nicht von der formenden Patrizenfläche berührte Rückseite der Matrize eine durch zahlreiche Granulatkörner unterbrochene, glänzende Oberfläche aufweist, obwohl das Granulat anfangs vollständig mit dem flüssigen Kunststoff vermischt wurde.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß es auf diese Weise ohne Beeinträchtigung der Glätte der formenden Matrizenfläche gelingt, diese Matrizenseite mit den erforderlichen Granulatmengen und groben Granulatkörnern in unmittelbarer Nähe so stark zu armieren, daß sich nicht nur die Festigkeit des Matrizenwerkstoffes entscheidend verbessert, sondern die Matrize zugfest wird, so daß sie sich nicht mehr verzieht und der Rapport eingehalten werden kann. Das Verfahren ist auch relativ einfach, weil ein besonderer Arbeitsschritt für das Anbringen der Bewehrung in der Matrizenform entfällt.

Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wählt man die Granulatgröße so, daß einerseits der Bewehrungseffekt optimiert und andererseits der Entmischungsvorgang beschleunigt wird. Das ist Gegenstand der Merkmale des Anspruches 2.

-10 -

Ά.

Klebstoffschicht 8 eine Matrize 9 dauerhaft befestigt. Die Klebstoffschicht erfaßt die Rückseite 10 der Matrize, so daß die Oberseite 11 in der Form freiliegt. Die Oberseite 11 ist mit Feinstrukturen 12 versehen, die der Struktur einer Fassade entspricht, die aus Ziegelsteinen 14 gemauert ist, so daß sich außer den Ziegelsteinoberflächen auch horizontale Fugen und gegeneinander versetzte Fugen als Vertiefungen ausbil-

Zur Herstellung des Fassadenelementes wird gegebenenfalls nach Einbringen einer Bewehrung (nicht dargestellt) flüssiger Beton in die Schalung 2 eingefüllt, bis der vorgeschriebene Füllstand erreicht ist. Die Oberseite 15 des Fassadenelementes wird mit den üblichen Mitteln abgezogen, worauf man den Beton erhärten läßt. Das erhärtete Fassadenelement 1 läßt sich in üblicher Weise entformen, wobei die Matrize 9 wegen ihrer dauerhaften Befestigung auf der Unterkonstruktion 10 der Schalung 2 in der Schalung verbleibt. Die Schalung läßt sich daher mehrfach für die Herstellung von Fassadenelementen 1 benutzen.

Die Herstellung der Matrize erfolgt in einer Form 16, welche den gleichen Grundriß wie die Schalung 2 aufweist, was sich aus der zur Ausfüllung der Schalung 2 erforderlichen Größe der Matrize 9 ergibt. Diese Form ist oben offen und hat entsprechend der Schalung 2 senkrechte Wände 17, 18, sowie einen durchgehenden Boden Auf dem Boden liegt eine Patrize 20, die aus dem Mauerwerk besteht, dessen Außenstruktur auf das Fassadenelement 1 übertragen werden soll. Das Mauerwerk wird wie üblich ausgeführt und so weit verstärkt, daß sich

-te-

■g.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 kann man kontrollieren, wann die Entmischung an der formenden Matrizenseite den erforderlichen Umfang angenommen hat, obwohl man in der Matrizenform die der Patrize zugekehrte Matrizenseite nicht erkennen kann.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 schematisch und im Längsschnitt eine Schalung für die Herstellung eines Fassadenelementes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Form für die Herstellung der in der Schalung nach Fig. 1 verwendeten Matrize in der Fig. 1 entsprechender Darstellung, wobei in vergrößerter Ansicht die Ausbildung der Matrizenoberfläche wiedergegeben ist und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung perspektivisch einen Teil der in der Form nach Fig. 2 hergestellten Matrize in abgebrochener Darstellung.

Gemäß der Darstellung der Fig. 1 wird ein dem Grundriß viereckiges Fassadenelement 1 in einer oben offenen Schalung 2 hergestellt. Die Schalung hat senkrechte Seitenwände 3, 4, die innen eine Schalhaut 5 und außen eine Unterstützungskonstruktion 6 aufweisen. Die Unterstützungskonstruktion 6 hat auch einen Bodenabschnitt Auf der Unterstützungskonstruktion ist mit Hilfe einer

Μ-

die daraus bestehende Patrize 20 in die Form 16 einlegen läßt. Das geschieht in der Weise, daß die Fassadenseite 21 des Mauerwerks in der Form 16 oben und frei liegt. Man versiegelt zweckmäßig die Oberfläche 21, weil sie saugende Eigenschaften hat und sich deswegen in ihrer natürlichen Ausbildung nicht zum Abformen eignet. Soweit man das Versiegelungsmaterial aufträgt, empfiehlt es sich auch, nach völliger Abtrocknung der versiegelten Oberfläche der Patrize 20 diese mit einem. Formwachs zu versehen, um das Entformen der Matrize zu erleichtern.

Nachdem die Form in dieser Weise zweckmäßig vorbereitet worden ist, wird ein aus einem Polyurethanansatz und einem Härter bestehender flüssiger Kunststoff, in den ein Gummigranulat eingemischt und feinverteilt ist, in den Raum der Form 16 eingegossen, bis der erforderliche Füllstand erreicht ist, der sich aus der Dicke der Matrize 9 ergibt. Das Kunststoffgranulat liegt in Körnungen vor, deren kleinste Anteile unter 1 mm und deren gröbste Bestandteile mehrere Millimeter betragen. Man wählt den Stammansatz des Kunststoffes so, daß sich eine zähelastisch erhärtende Masse ergibt. In der Regel läßt sich ein solcher Kunststoff bereits nach ca. 24 Std. belasten und erreicht nach 7 bis 10 Tagen seine volle chemische und mechanische Belastbarkeit.

Vom Eingießen der beschriebenen Kunststoffmasse in die Form 16 bis zur Erhärtung entmischt sich an der Grenzfläche der strukturierten Oberfläche 12 der späteren Matrize die Kunststoffmasse mindestens von den gröberen Kautschukpartikeln, welcher aus dem unmittelbaren Grenzflächenbereich der Matrize in die entfernteren Bereiche des Matrizenkörpers wandern. Diese Entmischungstendenz

bildet sich natürlich auch an der Oberseite 10 der Füllung aus. Das Ergebnis ist an der Ob-erseite eine rauhe Oberfläche, aus der, wie bei 22 schematisch dargestellt, einzelne, außen mit der Kunststoffmasse umhüllte Partikel des Granulators vorstehen, wobei die dazwischenliegenden Bereiche 23 aus reinem Kunststoff glatt und spiegelnd ausfallen. Im Gegensatz dazu ist die spätere formende Oberfläche 12 der Matrize 9 nach Erhärtung des Kunststoffes von der Rauhigkeit, die dem Ziegelmauerwerk bzw. der Fugenausfüllung entspricht, stumpf. Auf der formenden Seite 12 der Matrize 9 sind die Erhebungen und Vertiefungen der natürlichen Fassade naturgetreu und in allen Einzelheiten trotz ihrer feinen Struktur abgebildet.

Die erhärtete Matrize läßt sich aus der Form 16 entnehmen und hat eine beträchtliche Festigkeit. Die Gummigranulate wirken dabei als zugfeste Armierung. Diese erfaßt auch die Feinstrukturen, welche auf die Sichtbetonfläche des Fassadenelementes 1 übertragen werden sollen. Das ist schematisch in der Fig. 3 wiedergegeben, wo bei 24 eine Vertiefung gezeichnet ist, die einer Ziegelsteinoberfläche entspricht, während der erhabene Bereich 25 eine Fuge zeigt..

■Al·

- L e e r s e i t e

Claims (3)

Patentansprüche

1.} Verfahren zur Herstellung eines Fassadenelementes mit strukturierter Sichtfläche aus Beton auf einer in einer Schalung auf der Schalungsunterkonstruktion vollflächig unterstützten, beispielsweise aufgeklebten Matrize, in die bei ihrer Herstellung aus einem flüssigen Kunststoff die Strukturen der Sichtfläche des Fassadenelementes mit einer Patrize auf der die Sichtfläche formenden Seite dadurch eingeformt sind, daß der aus Polyurethan bestehende Kunststoff als gieß- oder streichbare Masse in eine mit der Patrize als Boden versehene Form eingegossen und zum Aushärten gebracht wird ,dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Granulat aus einem elastischen bzw. elastomeren Kunst- oder Naturkautschuk gefüllte Masse nach ihrem Eingießen in der Form an ihrer Grenzfläche zur Patrize (20) mindestens von den gröberen Kautschukpartikeln entmischt und die aus dem Grenzflächenbereich entfernten Kautschukpartikel in den der Oberfläche näheren Bereichen der Matrize (9) angereichert werden, bevor die eingefüllte Masse mit ihren eingeschlossenen Kautschukpartikeln zum Aushärten gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das eingemischte Kunst- oder Naturkautschukgranulat eine Partikelgröße von unter ca. 1 mm bis mehreren Millimetern aufweist.

-A-

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei der Entmischung der eingefüllten Masse an der Grenzfläche (21) zur Patrize (20) die Partikel (22) der gefügten Masse an der Oberseite (10) der Matrize (9) teilweise zum Austritt gebracht werden.